Способ приготовления шлакобетонной смеси Советский патент 1989 года по МПК C04B28/04 

1

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и сборного железобетона и может быть использовано для изготовления сборных и монолитных конструкций из тяжелого бетона на шлаковых заполнителях, преимущественно из доменного шлака.

Цель изобретения - повышение прочности и морозостойкости бетона.

Отработанный сернокислый раствор травления проката стали имеет плотность 1,3-1,4 г/смз при концентрации серной кислоты и ее солей 16-23% перед применением разбавляется водой ,до концентрации 5,5-9%. Химический состав безводного остатка раствора.

%: серная кислота 89,94; сульфат железа 5-8; сульфат хрома 0,5-0,8; сульфат никеля 0,1-0,3.

Доменный шлак с указанным соотношением стекловидной и кристаллической фаз получают известным способом, например, путем слива огненно-жидкого расплава в траншеи или в отвал слоями определенной толщины,обеспечивающей постепенное охлаждение без полива водой в течение 10-15 ч.

Особенностью доменного шлака по отношению к серной кислоте и ее солям указанной концентрации является повы- шенная реакционная способность его алюмосиликатной стеклофазы при хими4; О

ЧЭ

ческой инертности кристаллической фазы, которая при предложенном содержании последней (67-86%) представлена преимущественно скелетнь ми формами роста таблитчатых и призматических кристаллов геленита 2CaO Ali03 «SiO, окерманита 2СаО-МоО2SiO, псевдоволластонита СаО и SiO: и ран- кинита 3CaO-2SiO,. В результате избирательной растворимости фаз шпака поверхность зерен заполнителя после взаимодействия с разбавленным серно- кислотньм раствором приобретает более развитый микрорельефу что является как химическим (адгезия), так и физическим (зубья зацепления) факторами увеличения прочности сцепления заполнителя с цементным камнем, Установлё

НО| что при содержании в шлаке стек- лофазы в количествах, отличающихся от указанных пределов, исчезает эффект усиления микрорельефа поверхности зерен заполнителя: при содержании стекла менее 14% вследствие сни- жения общей реакционной способности шлака, а при содержании более 33% вследствие преимущественной растворимости стеклофазы, обуславливающей образование поверхности с плавным (волнообразным) изменением рельефа.

В результате взаимодействия сернокислотного раствора со шпаком образуются гель кремнекислоты, а также сульфат, кальция. Установлено, что эти продукты реакции, имеющие коллоидное состояние, модифицируют поверхностно-активную добавку, т.ое. усиливают ее пластифицирующий эффект. При этом важное значение для усиления пластификации смеси в предлагаемом способе имеет введение добавки, в частности лигносульфонатов технических типа ЛСТ или ЛСТМ (быв. СДБ), на первой стадии приготовления смеси, т.е. в заполнитель, до подачи цемента. В этом случае модифицированная коллоидными продуктами реакции добавка ПАВ в большей степени адсорбируется на микропористой поверхности шпакового заполнителя, а не на цементе и пластифицирует смесь.

Присутствующие в отработанном растворе соли - сернокислое железо, сернокислый хром и др., образующиеся в результате травления металла, оказывают положительное влияние на прочность и морозостойкость бетона, как

, «с 20

30

25

добавки, ускоряющие гидратацию цемента и уплотняющие структуру цементного камня.

Эффективность активации шлакового заполнителя и образования микрорельефа его поверхности зависит от концентрации отработанного сернокислотного раствора, а также от его количе- 10 ства в шлаке. Оптимальными являются концентрации раствора 5,5-9%, что соответствует значению водородного показателя раствора рН в пределах 4,5- 5,8, при дозировке 3-6% от массы крупного шлакового заполнителя. Данные концентрации раствора и его содержания в заполнителе соответствуют увлажнению последнего до влажности 2р8-5,8% по массе,при ;которсй дости- ,гается наиболее равномерное смачивание всей поверхности заполнителя.При меньших значепияк концентрации раствора влияние его на изменение рельефа поверхности зерен шлака незначительное, а при больших значениях происходит спад прочности бетона вследствие ухудшения условий гидратации цемента и кристаллизации новообразования ,

П р им ер. Готовят шлакобетонную смесь на щебне из доменного шпака фр. 5-10 и 10-20 мм, шлаковом паске фр , 5 мм и шлакопортландцементе М 300 с применением пластифицирующей добавки в вида технических лигносульфонатов ЛСТ (быв. СДБ)..Закристалли- зованньй мадланным охлаждением по определенному реясиму шпак ийеет со- Держание стекловидной и кристалличес- ;кой фаз соотватственно 14-33 и 67- 86%. Химичаский состав шлака, %: SiOj 38,5} Al-iO.j 13,55; FeO+Fe ffl 1,56, СаО 40,31i MgO 5,12, MnO 0,31, ЗОз 0,43; п.п.п. 0,27.

Состав смеси, шлакопорт- ландцемент М 300-500, шлаковый пасок 600, пшаковый щебень фр. 5-10 мм 400; шлаковый щебень фр. 10-20 мм добавка ЛСТ 1 (0,2% к масса цемента) в .вода 170.

Шлаковьй щебань фр. 5-10 и 10- 20 мм предварительно обрабатывают в бетоносмесителе роторного типа 5,5- 9%-ным отра ботанным водным раствором сернокислотного травления стального 5 проката, взятом в количестве 3-6% от массы щебня, в течание 1,5-5 мин. Затем в смеситель вводят пластифицирующую добавку ЛСТ и паремешивают с

крупным заполнителем в тачание 2035

4С

45

0

30 с, после чего вводят шлаковый песок, цемент и воду затворения и осуществляют окончательное перемешивани в течение 60-120 с, т.е. применяют общепринятую длительность перемешивания компонентов.

После приготовления смеси определяют показатель ее удобоукладываемо- сти - жесткость.

Из смеси формуют образцы ЮхЮх х10 см для определения прочности на сжатие и морозостойкости бетона и 10x10x40 см - прочности на растяжение при изгибе. Образцы пропаривают при 100°С по режиму 3+8+3 ч и испытывают в возрасте 28 сут.

Одновременно готовят шлакобетонную смесь аналогичного состава известным способом. Для этого шлаковый щебень фр,5-10 и 10-20 мм в одном замесе обрабатывают водным раствором соляной кислоты концентрации 2 К х10 2 моль/л или 0,07, а в другом - 10%-ным водным раствором хлорида алюминия. Кроме того, для сравнения готовят смеси согласно предлагаемому способу, йо с введением добавки ЛСТ вместе с цементом и водой затворения а также с введением вместо отработанного раствора травления металла водного раствора серной кислоты эквивалентной концентрации (по содержанию сульфат-иона), Для сравнения готовят также смеси с параметрами обработки крупного шлакового заполнителя (содержание стеклофазы, концентрации раствора, время обработки), выходящими за заявленные границы.

1470712

Параметры приготовления смеси и результаты испытаний приведены в таб - лице,I

Как видно из таблицы, приготовление шлакобетонной смеси по предлагаемому способу позволяет повысить- ее удобоукладываемость, прочность и| морозостойкость бетона без изменё 1я его средней плотности. Предлагаемый способ позволяет осуществить эффективное комплексное использование попутных продуктов предприятий черной металлургии - шпаков и отработанных растворов травления стального проката.

Замена известного способа предлагаемым позволит получить экономической эффект за счет снижения расхода цемента для получения заданной прочности, а также за счет повьпиения долговечности изделий и. конструкций, Формула изобретения

Способ приготовления шлакобетон- ной смеси, включающий предварительную обработку шлакового заполнителя водным сульфатсодержащим раствором, с последующим перемешиванием компонен

тов, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и морозостойкости бетона, в качестве шлакового заполнителя используют закристаллизованный доменный шлак с содержанием стеклофазы 14-33%, а в качестве водного .сульфатсодержащего раствора - водный раствор сернокислого травления проката стали в количестве 3-6% от массы заполнителя, причем обработку осуществляют в течение 1,5-5 мин, с последующим введением технических лигносульфонатов.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и сборного железобетона. Целью изобретения является повышение прочности и морозостойкости бетона. Способ приготовления шлакобетонной смеси заключается в том, что предварительно обрабатывают шлаковый заполнитель водным сульфатсодержащим раствором с последующим перемешиванием компонентов, причем в качестве шлакового заполнителя используют закристаллизованный доменный шлак с содержанием стеклофазы 14-33%, а в качестве водного сульфатсодержащего раствора - водный раствор сернокислого травления проката стали, в количестве 3-6% от массы заполнителя. Кроме того обработку осуществляют в течение 1,5-5 минут с последующим введением технических лигносульфонатов. Прочность шлакобетонных изделий равна 68,7-72,3 МПа, морозостойкость 750-850 циклов. 1 табл.

Введение ЛСТ с цементом и водой затворения,