БЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 2015 года по МПК C04B28/08 C04B111/20 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к строительным бетонам для производства фундаментных и стеновых блоков, стеновых панелей, в конструкции несущего слоя бетонных полов и др. Цель: понижение коэффициента теплопроводности и стоимости бетона, с одновременным повышением его прочности при изгибе.

Бетонная смесь, включающая: вяжущее, щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, кварцевый песок и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вяжущего многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из мас. %: молотого гранулированного доменного 48,3-56,0, молотого конвертерного шлака 8,4-13,2, фосфогипса 35,6-38,5, клинкера - 5 от суммы вышеуказанных компонентов, при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %: указанное вяжущее - 14,2-15,7; указанный щебень - 29,9-46,7; песок 30,3-45,0; вода - остальное.

Известна бетонная смесь на основе ангидрито-нефелинового шлакового вяжущего (АНШВ) [1], включающая, мас. %:

АНШВ 14,3 Шлаковый щебень фракции 5-20 мм 47,6 Песок кварцевый 29,2 Вода Остальное

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

Цемент 10,1-13,2 Песок 29,4-33,9 Щебень из отвального кристаллического доменного шлака,   предварительно обработанного серной кислотой 48,5-49,8 Вода Остальное

Недостатком указанных бетонных смесей, связанных с их качественным и количественным составом, является их относительно невысокая прочность при изгибе, высокий коэффициент теплопроводности и стоимость. Целью предлагаемого изобретения является понижение коэффициента теплопроводности и стоимости бетона, с одновременным повышением его прочности при изгибе.

Цель изобретения достигается тем, что бетонная смесь, включающая в качестве крупного заполнителя щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, в качестве мелкого заполнителя - кварцевый песок и воду, содержит вместо цемента многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из, мас. %: молотого гранулированного доменного шлака 48,3-56,0, молотого конвертерного шлака 8,4-13,2, фосфогипса 35,6-38,5, клинкера - 5 от суммы вышеуказанных компонентов [3], и исключает предварительную обработку щебня из отвального доменного шлака серной кислотой, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Многокомпонентное минеральное вяжущее 14,2-15,7 Щебень фракции 5-20 мм 29,9-46,7 Песок кварцевый 30,3-45,0 Вода Остальное

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

В бетономешалку принудительного перемешивания загружали крупный и мелкий заполнители, отмеренные по объему в соответствии с принятым соотношением, добавляли часть воды, заполнители перемешивали в течение 30 с, добавляли многокомпонентное минеральное вяжущее [3], оставшуюся часть воды. 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 соответственно. Через 28 сут 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 8736-93 "Песок для строительных работ".

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 5%; кварцевый песок насыпным весом 1570 кг/м³; многокомпонентное минеральное вяжущее [3], состоящее из, мас. %: молотого гранулированного доменного шлака 48,3; молотого конвертерного шлака 13,2; фосфогипса 38,5; клинкера - 5 от суммы вышеуказанных компонентов.

Состав бетонной смеси, мас. %:

Многокомпонентное минеральное вяжущее 14,2 Щебень фракции 5-20 мм 46,7 Песок кварцевый 30,3 Вода Остальное

Пример 2.

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве крупного и мелкого заполнителей используются: шлаковый щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1240 кг/м³, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 10%; кварцевый песок насыпным весом 1565 кг/м³; многокомпонентное минеральное вяжущее [3], состоящее из, мас. %: молотого гранулированного доменного шлака 52,2; молотого конвертерного шлака 10,7; фосфогипса 37,1; клинкера - 5 от суммы вышеуказанных компонентов. Состав бетонной смеси, мас. %:

Многокомпонентное минеральное вяжущее 14,9 Щебень фракции 5-20 мм 38,6 Песок кварцевый 37,4 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 1235 кг/м³, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 8%; кварцевый песок насыпным весом 1580 кг/м³; многокомпонентное минеральное вяжущее [3], состоящее из, мас. %: молотого гранулированного доменного шлака 56,0; молотого конвертерного шлака 8,4; фосфогипса 35,6; клинкера - 5 от суммы вышеуказанных компонентов.

Состав бетонной смеси, мас. %:

Многокомпонентное минеральное вяжущее 15,7 Щебень фракции 5-20 мм 29,9 Песок кварцевый 45,0 Вода Остальное

В таблице представлены свойства предлагаемого и известных бетонов.

Свойства Пример Среднее по примеру 3 Бетон на цементном вяжущем по прототипу) [2] 1 2 3 1 2 3 4 5 6 Марка многокомпонентного минерального вяжущего 300 300 300 300 - Продолжение таблицы 1 2 3 4 5 6

Плотность сухого бетона в возрасте 28 сут, кг/м³ 2,08 2,1 2,14 2,1 2,1 Прочность бетона при сжатии, МПа 19,4 19,6 19,8 19,6 28,3 Прочность при изгибе, МПа 5,8 6,0 6,2 6,0 3,0-3,5 Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/мК 0,55 0,55 0,544 0,548 0,64 Условия твердения Нормально-влажностные Нормально-влажностные Нормально-влажностные Нормально-влажностные Нормально-влажностные Марка бетона/класс 200/15 200/15 200/15 200/15 200/15

Достигаемый технический результат заключается в повышении прочности при изгибе на 71,4%, понижении коэффициента теплопроводности на 14,3%, снижении стоимости бетона за счет исключения обработки щебня серной кислотой, замены дорогостоящего портландцемента на многокомпонентное минеральное вяжущее из побочных продуктов промышленности.

Литература

1. Комохов П.Г., Абу-Хасан М.С., Бабак Н.А., Богатов А.Д. и др. Цементы, бетоны, строительные растворы и сухие смеси / Нормативная документация. Часть III: Справ. - СПб.: НПО «Профессионал». - с. 211, табл. 24, 1-2-й составы.

2. SU 881052 от 15.11.1981, 2 с.

3. Заявка на патент №2010146531 от 15.11.2010 г., патент №2476392.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве фундаментных и стеновых блоков, стеновых панелей, в конструкциях несущего слоя бетонных полов. Бетонная смесь, включающая вяжущее, щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, кварцевый песок и воду, содержит в качестве вяжущего многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из, мас.%: молотого гранулированного доменного 48,3-56,0, молотого конвертерного шлака 8,4-13,2, фосфогипса 35,6-38,5, клинкера - 5% от суммы вышеуказанных компонентов, при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%: указанное вяжущее 14,2-15,7, указанный щебень 29,9-46,7, песок 30,3-45,0, вода остальное. Технический результат - повышение прочности при изгибе при снижении теплопроводности. 3 пр., 1 табл.

Бетонная смесь, включающая: вяжущее, щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, кварцевый песок и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вяжущего многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из, мас.%: молотого гранулированного доменного 48,3-56,0, молотого конвертерного шлака 8,4-13,2, фосфогипса 35,6-38,5, клинкера - 5% от суммы вышеуказанных компонентов, при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%: указанное вяжущее - 14,2-15,7; указанный щебень - 29,9-46,7; песок 30,3-45,0; вода - остальное.