Бетонная смесь Советский патент 1989 года по МПК C04B28/02 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и сборного железобетона и может применяться для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, преимущественно работающих на растяжение, растяжение при изгибе и ударных нагрузках ,

Цель изобретения - повышение прочности на растяжение и ударной стойкости бетона при расширении области его применения.

Бетонная смесь, включающая цементj мелкий и крупный заполнители из закристаллизованного шлака доменного производства и воду, содержит в качестве мелкого и крупного заполнителя шлак производства пер -дельного чугуна с модулем основности 0,75- 0,95 с количеством кристаллической фазы 89-100% и зерен лещадной формы 35-70% фракции 0-5 и 5-IO мм при следующем соотношении компонентов,мае.ч:

1

Цемент

Указанный шлак

фракции 0-5 мм1-2,5

фракции 5-10 мм1-2,55

Вода0,3-0,5

При этом смесь мелкого и крупного аполнителя имеет зерновой состав,

ас,%:

5-10 мм38-50 10

2,5-5 мм16-28

0,63-2,5 мм - 0,14-0,63 мм 8-12

Менее 0,14 мм 4-8.

Модуль основности шлака выражает- 15

. СаО + MgO . / ся соотношением М„ ,

Заполнитель из шлака для бетонной смеси получают в процессе послойной заливки шлакового расплава в 20 траншеи, медленного его охлаждения, разработки траншеи, дробления и рас.- сева. Для получения указанного фракционного состава и высокого содержа- ния зерен лещадной формы (35-70%) при содержании кристаллической фазы 89-100% проводят длительное охлаждение расплава без полива водой в течение 5-7 сут в слоях толщиной 300 мм и выше. Дробление шлака осуще-30 ствляют сначала на щековой дробилке, а затем на машинах раздавливающего действия типа валковых дробилок. При этом установлено, что кислый шлак производства передельного чугуна с 35 модулем основности 0,75-0,95 характеризуется высокой кристаллизационной способностью при медленном остывании. Шлак представлен преимущественно скелетными формами крупных удлиненных 40 призматических и таблитчатых кристаллов мелилита, состоящего из минералов состава геленита и окерманита.

П р и м е р. Для получения бетона готовят смеси компонентов, содержа- 45 щие в качестве цемента - шлакопорт- ландцемент № 400 1 мае.ч} мелкий заполнитель фракции 0-5- мм и крупный , заполнитель фракции 5-10 мм из шлака производства передельного чугуна 50

СаО + Mgg с модулем основности MO г д10г+ ,

о 75-0,95, с количеством кристаллической фазы 89-100% и лещадных зерен 35-70% (по массе) соответственно 55 1-2,5 и 1-1,5 мае.ч. и воду 0,3- 0,5 мае.4. При этом смесь мелкого и крупного заполнителя имеет зерновой

с

0

5

состав, мае.%: 5-10 мм - 38-50; 2,5- 5 мм - 16-28; 0,63-72,5 мм - 14-22; 0,14-0,63 мм - 8-12j менее 0,14 мм 4-8.

Для получения сравнительных данных в сопоставимых условиях все смеси готовят равноподвижными при содержании воды, обеспечивающей одинаковую удобоукладываемость по осадке стандартного конуса, 2-3 см.

Составы смесей и расходы сырьевых материалов представлены в табл.1. Компоненты смесей перемешивают обычным способом в бетоносмесителе и формуют на виброплощадке образцы размером 10x10x10 см и 10x10x40 см для определения физико-механических свойств бетона. Образцы пропаривают при 100°С по режиму 3+10+3 ч (подъем температуры, изотермическая выдержка, охлаждение) и испытьшают в возрасте 28 сут последующего твердения в нормальных условиях. Образцы испытьшают на сжатие, осевое растяжение, растяжение при изгибе и удар- ную стойкость.

Показатели физико-механических свойств бетона по результатам испытаний представлены в табл.2.

Бетонная смесь позволяет по срав- нению с известными мелкозернистыми шлакобетонными смесями существенно . улучшить специальные свойства бетона при одинаковой марочной прочности - повысить прочность бетона на осевое растяжение, растяжение при изгибе и ударную стойкость.

Сущность достигаемого улучшения специальных свойств бетона состоит в том, что положительный фактор армирующего эффекта мелкозернистого шлакового заполнителя в смеси по изобретению существенно преобладает над известным отрицательным фактором вляния лещадных зерен заполнителя на свойства бетонной смеси и бетона из-за ухудшения удобоукладьшаемости повьш1ения пустотности и др. Это и позволяет при сохранении прочности бетона на сжатие значительно повыси такие важные показатели специальных свойств бетона, как прочность на ра - тяжение (осевое и при изгибе) и уданая стойкость.

Увеличенные пределы содержания лещадных (удлиненных) зерен до 35-7 и отдельных фракций в заполнителе бетона экспериментально определены

исходя из положений теории измельчения хрупких материалов, которые заключаются в том, что при дроблении шлака разрушение происходит по наиболее слабым местам структуры, т.е. при повьппенной закристаллизованности ма - териала по плоскостям, расположенным в основном по направлению главных длинных осей кристаллов мелилита, а также по микротрещинам и порам. При этом с уменьшением размера зерен шлака до определенного предела прочность их непрерьгено повьппается. При постепенном измельчении крупных кусков шлака до получения мелкого заполнителя фр, 0-5 мм и крупного заполнителя фр,5-10 мм кристаллы мелилита оказьтаются направленными по длине зерен лещадной и игловатой форм,при этом размеры кристаллов соизмеримы с длиной зерен. Зерна такой формы выполняют в бетоне роль армирующего элемента, повьшгающего прочность материала на растяжение и ударную стойкость. Исследования показали, что армирующий эффект лещадных зерен заполнителя в наибольшей степени усиливается при использовании доменного шлака производства передельного. чугуна с модулем основности в преде- лах 0,75-0,95 и содержанием кристаллической фазы 89-100%,

Улучшение специальных физико-механических свойств бетона позволяет расширить область его эффективного применения, в частности, позволяет использовать его для изготовления свай, железнодорожных шпал, шпунтов, тонкостенных изгибаемых конструкций.

0

5

фундаментов, работающих при динамк- ческом нагружении и др. Бетонная смесь может быть использована на действующих и проектируемых заводах сборного железобетона, применяющих заполнители из доменного шлака.

Формула изобретения

1,Бетонная смесь, включающая цемент, мелкий и крупный заполнители из закристаллизованного шлака доменного производства и воду, отличающаяся тем, что, с целью повьппения прочности на растяжение и ударной стойкости бетона при расширении области его применения, она содержит в качестве мелкого и крупного заполнителей шлак производства предельного чугуна с модулем основности 0,75-0,95 с количеством кристаллической фазы 89-100% и зерен лещадной формы 35-70% фракции 0-5 и 5-10 мм

5 при следующем соотношении компонентов , мае,ч,: Цемент

Указанный шлак фракции 0-5 мм

фракции 5-10 мм Вода

2,Смесь по п.1, о

0

0

1

1,0-2,5 1,0-1,5 0,3-0,5. т л и ч а ю

щ а я с я тем, что смесь мелкого и крупного заполнителей имеет следую- Щий зерновой состав, мас.%:

5-10 мм38-50

2,5-5,0 мм16-28

0,63-2,5 мм ,14-22

0,14-0,63 мм8-12

Менее 0,14 мм4-8.

Таблица 2

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении специальных бетонов, работающих в конструкциях на растяжение, растяжение при изгибе и ударных нагрузках. Для повышения прочности на растяжение и ударной стойкости бетона при расширении области его применения бетонная смесь содержит цемент 1 мас.ч. щлак производства предельного чугуна с модулем основности 0,75-0,95, с количеством кристаллической формы 89 100% и зерен лешадной формы 35-70% фракции 0-5 мм 1-2,5 мае.ч, и фракции 5-10 мм 1-1,5 мае.ч., воду 0,3- 0,5 мае.ч. Причем смесь мелкого и крупного заполнителя из шлака имеет следующий зерново.й состав, мас.%: 38-50 .фракции 5-10 мм,- 16-28 фрак- /Ции 2,5-5 мм; 14-22 фракции 0,63- 2,5 мм; 8-12 фракции 0,14-0,63 ММ и 4-8 фракции менее 0,14 мм Из бетон- ,-ной смеси получают бетон марок 500-- 1100 с прочностью на сжатие, который характеризуется прочностью на осевое растяжение 4,8-8,7 МПа, прочностью на растяжение при изгибе 8,3-17,3 Jffla и удельной работой удара 12,4- 18,7 Дж/см . 2 табл. 5 s |3ssa