БЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 1997 года по МПК C04B28/26 C04B111/20 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении стеновых камней, которые подвергаются воздействию кислых сред.

Известен состав для получения кремнебетона, состоящий из измельченного стекла и щелочного компонента при следующем соотношении компонентов, мас.

Стекло 42,5 47
Na₂CO₃ 5 15
Недостатком является применение высоких температур, из этого следуют высокие топливо-энергетические затраты.

Известен также состав для получения кремнебетона, состоящий из натриевого жидкого стекла с силикатным модулем 2,89, тонкодисперсного стеклобоя, кварцевого песка, гранитного щебня и отработанного катализатора производства изопрена при следующем соотношении компонентов, мас.

жидкое стекло 9 12
тонкодисперсное стекло 8 20
кварцевый песок 8 25
гранитный щебень 40 50
отработанный алюмосиликатный катализатор производства изопрена 8 20
Наиболее близким аналогом является бетонная смесь, включающая натриевое жидкое стекло и 0 80 заполнителей, в том числе измельченное стекло, кварцевый песок, по меньшей мере 50% которого тонкодисперсные, отвердитель в количестве 30 300% от веса жидкого стекла.

Недостатком является сложный состав.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи по подбору такого состава бетона, при котором материал достигает заданной прочности при обработке его в пропарочной камере.

Технический эффект достигается за счет кристаллизации стеклообразного кремнезема вне занимаемого ранее собственного объема на микрочастицах кварца и срастания кристаллов между собой, что дает возможность получить заданную прочность.

Технический эффект обеспечивается тем, что бетонная смесь, включающая натриевое жидкое стекло, тонкодисперсный стеклобой, тонкодисперсный кварцевый песок с удельной поверхностью 3 3,5 тыс. см/г и песок содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.

жидкое стекло 5 9
тонкодисперсный стеклобой 12 15
тонкодисперсный кварцевый песок 12 15
песок кварцевый 61 71
Обоснование параметров.

При применении жидкого стекла менее 52% наблюдается резкое падение прочности, что делает такой бетон невыгодным для дальнейшего использования. При применении жидкого стекла более 9% наблюдается незначительное увеличение прочности (менее 9% на 1% стекла), что делает экономически невыгодным увеличение содержания жидкого стекла.

При использовании тонкодисперсного стеклобоя меньше 12% наблюдается резкое падение прочности в связи с нехваткой связующего материала, тогда как при количестве более 15% образуется пористый материал с низкой прочностью.

При применении тонкомолотого кварцевого песка менее 12% не происходит полного омоноличивания в связи с тем, что не хватает центров для перекристаллизации кремнезема. При дальнейшем увеличении содержания тонкодисперсного кварцевого песка прочность возрастает, но после 15% возрастание прочности незамечено, что делает нецелесообразным применение тонкодисперсного кварцевого песка.

Песок кварцевый берется из условия, что массовая доля всех компонентов составляет 100%
Пример 1.

Предложенный состав готовили следующим образом.

Берется 276 г стеклобоя и 276 г промытого кварцевого песка и загружается в шаровую мельницу для совместного помола и подвергается измельчению до удельной поверхности S 3 3,5 см²/г. Полученную высокодисперсную смесь высыпают в чашу для перемешивания и перемешивают с кварцевым песком, взятым в количестве 1677 г, а затем вливают в перемешанную однородную смесь раствор жидкого стекла, взятый в количестве 46 мл. Далее смесь с помощью лопатки перемешивается в течение 3 мин. После этого определяется нормальная консистенция бетонной смеси на встряхивающем столике. Для этого форму-конус устанавливают в центр стеклянного диска встряхивающего столика, который перед испытанием протирают влажной тканью.

Заполняют раствором форму-конус на половину высоты и уплотняют 15 раз штыкованием металлической штыковкой. Потом заполняют конус раствором с некоторым избытком и штыкуют 10 раз. После уплотнения верхнего слоя раствора срезают излишек раствора вровень с краем конуса. Затем конус снимается в вертикальном положении и раствор встряхивают на столике 30 раз за 30 сек и измеряют расплыв конуса по нижнему основанию масштабной линейкой в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее их значение.

Если расплыв конуса больше необходимого (необходимый расплыв конуса 108
116 мм), что количество воды уменьшают, если меньше, то увеличивают. Далее в предварительно подготовленные формы засыпают приготовленную бетонную смесь и уплотняют на виброплощадке в течение 2 мин, а затем добавляют смесь до верхнего края формы и вибрируют 1 мин.

После этого форму снимают и помещают в пропарочную камеру, где образцы пропариваются по следующему режиму:
Подъем температуры 2 ч
Изотермическая выдержка 20 ч
Охлаждение 2 ч
Температура пропаривания 90 95^oC
Пример 2.

Берем следующий состав:
Жидкое стекло 64,4 г
Тонкодисперсный стеклобой 322 г
Тонкодисперсный кварцевый песок 322 г
Песок кварцевый 1495 г
Пример 3.

Берем следующий состав:
Жидкое стекло 82,8 г
Тонкодисперсный стеклобой 345 г
Тонкодисперсный кварцевый песок 345 г
Песок кварцевый 1403 г
Осуществление изобретения в примерах 2 и 3 производится по методике, изложенной в примере 1.

Твердение образцов при пропаривании происходит под влиянием следующих физико-химических процессов.

В процессе изотермической выдержки стекло кремнезема в зернах в смеси с тонкодисперсным кварцем, где аморфная составляющая, обладая повышенной растворимостью, создает пересыщение раствора кремнеземом относительно кварца.

Осаждаясь из перенасыщенного раствора на кварцевых микрочастицах, кремнезем создает растворение новой порции стекла.

Процесс повторяется до полного растворения и кристаллизации стеклообразного кремнезема вне занимаемого ранее собственного объема, на микрочастицах кварца затравки.

Образующиеся таким образом кристаллы стеклообразного кремнезема срастаются между собой, что и вызывает твердение бетонной смеси.

После пропаривания формы распалубливают и образцы высушивают в сушильном шкафу, после чего они могут быть подвергнуты испытаниям на прочность по стандартной методике (ГОСТ 10180-81).

Результаты испытаний приведены в таблице.

Промышленная применимость.

Состав был испытан и опробован в лабораторных условиях на кафедре "Производство строительных изделий и конструкций".

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении стеновых камней, которые подвергаются воздействию кислых сред. Предложенный состав включает в себя натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,5, плотностью 1,3 г/см³, тонкодисперсный стеклобой, молотый кварцевый песок, песок кварцевый рядовой при следующем соотношении компонентов, мас. %: жидкое стекло 5 - 9%, тонкодисперсный стеклобой 12 - 15%, тонкомолотый кварцевый песок 12 - 15%, песок кварцевый рядовой 61 - 71%. 1 табл.

Бетонная смесь, включающая натриевое жидкое стекло, тонкодисперсный стеклобой, тонкодисперсный кварцевый песок с удельной поверхностью 3 3,5 тыс. см²/г и кварцевый песок, отличающаяся тем, что она содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.

Жидкое стекло 5 9
Тонкодисперсный стеклобой 12 15
Тонкодисперсный кварцевый песок 12 15
Кварцевый песок 61 71с