Бетонная смесь Советский патент 1984 года по МПК C04B23/00 

Изобретение относится к производ ству строительных материалов и может быть использовано при изготовЛенин железобетонных конструкций, испытывающих динамические нагрузки Известна бетонная смесь р. , которая в качестве заполнителя соде.ржит смесь грубомолотого стекловидного (гранулированного) и дроблено закристаллизованного доменных шлаков в соотношении (1:4)-(1:1). Стек ловидный (гранулированнь1й ) доменный шлак включает зерна до 2/5 мм и частицы менее 0,14 мм в количестве 20-30%, а закристаллизованный до ..менный шлак имеет следующий фракционный состав, мас.%: 5-10 мм8-20 1,25-5,0 M. 46-58 0.,14-1,25 мм22-34 Менее 0,14 мм6-10 Однако использование заполнителя из пористого доменного шлака, об ладающего повышенной водопотребностью, обуславливает повышенную усадку и ползучесть бетонов на, его основе, и как следствие, пониженную ударную стойкость. Наиболее близкой к предлагаемой является бетонная смесь 2 на основе заполнителей из конвертерного ишака, включающая следующие компоненты, кг/м : Цемент Крупный заполнитель 1187 Мелкий заполнитель 745 Активная двуокись кремния (60% SiO, ) 65 Вода210 л Недостатком известной смеси является низкая ударная стойкость бе тона, обусловленная хрупким характером разрушения растворной части бетона из-за- высокой жесткости кон вертерного шлака. Кроме того, допол нительное измельчение конвертерного шлака, содержащего до 20 мас.% металлических включений, до дисперсности мелкого заполнителя неэффективно с точки зрения энергетических затрат. Цель изобретения - повышение уд ,ной стойкости бетона. Цель достигается тем, что бетон ная смесь, включающая цемент, круп ный и мелкий заполнитель из конвер терного шпака, добавку и воду,со держит в качестве добавки твердый остаток отходов содового производства и дополнительно гранулированный доменный шлак фракции мм ри следующем соотношении компоненов, мас.%: Цемент14-15 Конвертерный шлак фракции 5-20 г 51-53 Конвертерный шлак фракции 5 мм7-21 Твердый остаток отходов содового производства (ТОС) 1,1-3,7 Доменный гранулированный шлак фракции 5 1M4-11 ВодаОстальное Смесь содержит конвертерный шлак фракции 5 мм следующего зернового состава, мас.%: 2,5-5 мм 1,25-2,5 мм15-25 0,315-1,25 TviM 30-50 Менее 0,315 мм .Остальное Кроме того, смесь содержит доменный гранулированный шлак фракции 0,315-5 №vi в количестве 80-95%, фракции и 0,315 Ь1м - остальное. Высокая ударная стойкость бетона на основе предлагаемых составов достигается за-счет повышения упругопластических свойств растворной части бетона и ее повышенной сцепляемости с крупным заполнителем. Это происходит благодаря введению маложесткого по отношению к конвертерному шлаку гранулированного доменного шлака с оптимальной пористостью 8-20% (размер фракции 0,3155 мм), увеличивающего демпфирующие свойства растворной части бетона, повышающего ее однородность и выравнивающего напряжения от внешней нагрузки. Кроме того, маложесткие поризованные включения доменного шлака способствуют ветвлению и гашению трещин, особенно при ударном на гружении. Высокая ударная стойкость бетона достигается благодаря повышению шероховатости и снижению дефектности зерен конвертерного шлака с уменьшением их размера, а также с оптимальным соотношением зерен разных размеров, активному химическому взаимодействию в присутствии ТОС.между цементомj кислым доменным и высокоосновным конвертерным шлаками, приводящим к повышению сцепления шлакового заполнителя с цементношлаковым раствором. Пример. Готовят равноподвижные бетонные смеси с осадкой конуса 0-2 см на цементе марки 500, крупном заполнителе фракции 5-20 мм в виде конвертерного шлака, мелком

заполнителе фракции 5 м в виде конвертерного и доменного шлаков, фракционный состав которых приведен в табл. 1, В качестве добавок используют горелую породу, содержащую Si02 в количестве 64,7 мас.% и обоженный твердый остаток отходов содового производства (ТОС), содержа1ДИЙ СаО в количестве 55,6%. Обе добавки мелют до удельной поверхности 3000-5000 ПСХ. Расход воды корректируют с учетом повышенной водопотребности гранулированного доменного шлака при постоянном содержаниии других компонентов.

Таблица 1

1. БЕТОННАЯ СМЕСЬ, вклю- , чающая цемент, крупный и мелкий заполнитель из конвертерного шлака, добавку и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения ударной стойкости бетона, она содержит в качестве добавки твердый остаток отходов содового производства и дополнительно гранулированный доменный шлак фракции 6- 5 мм при следующем cooтнouJёнии компонентов, ма с. %: Цемент14-15 Конвертерный шлак фракции 5-20 мм51-53 Конвертерный шлак фракции -i 5 мм 7-21 Твердый остаток отходов содового производ1,1-3,7 ства Доменный гранулированный шлак фракции 5 мм 4-11 Вода Остальное 2. Смесь по п. 1, о т л и ч аю щ a я с я тем, что она содержит конвертерный шлак фракции 5мм следующего зернового состава, мае.%: 2,5-5 мм5-20 (Л 1,25-2,5 мм 15-25 0,315-1,25 мм 30-50 Менее 0,315 мм Остальное Hi 3. Смесь по п. 1, отличаю- с; щ a я с я тем, что она содержит доменный гранулированный шлак фракции 0,315-5 мм в количестве 80-95%, фракции 0,315 мм - остальное.

Доменный гранулированИз указанных бетонных смесей формуют призмы 10-1040 см для определения модуля упругости бетона согласно ГОСТ 24452-80, кубы 1010-10 см для определения прочности на сжатие согласно ГОСТ 10180-78 и удельной ударной вязкости, которую определяют .испытанием .до разрушения образцов на вертикальном механическом копре путем последовательного сбрасывания груза массой.12,2 кг с высоты 0,5 м.

Еиброуплотнение всех образцов проводят на виброплощадке типа Известная смесь 14 50 25 Предлагаемая смесь 1,1 8,9 2,64 1451 -21 1552 14 2,9 9,1 2,59

435 А, обеспечивающей вертикальные колебания с бетонной смесью частотой 2900+200 колебаний в минуту и амплитудой 0,4+0,05 мм.

5

Термовлажностную обработку проводят после двухчасовой выдержки по режиму 3+8+3 ч при температуре изотерл-ии 80-85 С. Механические испытания образцов проводят не ранее,

0 чем через 4 ч после термообработки.

Составы бетонных смесей и физико-механические характеристики бетона на их основе приведены в табл. 2.

Таблица 2 8 2,68 30,7 34,9

Как видно из табл. 2, удельная ударная вязкость бетонов на мелком заполнителе .в виде смеси конвертерного и доменного шлаков с добавкой ТОС на 40-82% выше, чем у бетонов на заполнителях из конвертерного шлака. Использование мелкого заполнителя оптимальной гранулометрии . при этом увеличивает удельную ударную вязкость в 2,1-2,2 раза по сравнению с известным составом.

Высокая ударная стойкость бетонов определяет область их рационального применения: забивные железобетонные сваи, особенно для тяжелых условий их погружения; полы промышленных зданий, испытывающие вибрПродолжение табл. 2

цию бетонные rt железобетонные фундаменты, железнодорожные шпалы и т.п.

Технико-экономическая эффективность от использования бетона предлагаемого состава в забивных железобетонных сваях, например, достигается за счет повышения их надежности и бездефектного погружения. Снижение потерь железобетона при забивке свай, даже при одинаковой себестоимости продукции (а часто шлаковые заполнители дешевле естественных) , позволит получить технико-экономический эффект не менее 8,5-10 тыс. рублей на 1000 м свай.