Способ приготовления фибробетонной смеси Советский патент 1993 года по МПК C04B40/00 

Изобретение относится к цементам, а более конкретно к способам изготовления бетонных изделий с волокнистыми армирующими добавками, и может быть использовано в производстве строительных изделий, в частности, кровельных.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению аналогом является способ приготовления бетонной смеси, включающей смешивании цементного теста, заполнителя, армирующих добавок в виде синтетических волокон.

Недостатком этого способа является то, что изделия, .приготовленные из такой смеси, обладают относительно низкой прочностью, в результате чего они не долговечны. 6 особенности это касается изделий, к которым предъявляются высокие требования на изгибную прочность, например черепицы.

Целью изобретения является повышение прочности изделий за счет увеличения

адгезии между.бетоном и синтетическими волокнами.. :

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что в способе приготовления бетонной смеси, включающем перемешивание цемента, заполнителей, волы и синтетических волокон, перед перемешиванием компонентов, последние предварительно обрабатывают не менее 200 ч минерализованной водой, кроме того, во время обработки волокон в .воду дополнительно, вводят тонкоизмельченные частицы горной породы.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Для пердварительной обработки синте- ;тических волокон применяют минералйзо-, ванную воду. К главным компонентам минерализованной воды следует отнести ионы солей, образованных водородной, серной и угольной кислотами с металлами №. К, Мд. Са. Общая минерализация воды

ел

с

NJT

о Ј

со

должна составлять 20 - 150 г/л. Такой степенью минерализации обладают шахтные аоды или технические воды горно-обогати- тельных комбинатов. Обработка синтетических волокон заключается в замачивании с периодическим перемешиванием, Для обеспечения равномерного оседания кристаллов нерастворимых солей, перемешивание производят не реже одного раза в сутки, Замочку синтетических волокон следует проводить не менее 200 ч (8,5 сут.). Целесообразно проводить обработку синтетических волокон с наличием в минерализованной воде тонкоизмельченных частиц горной породы, например, тонкоизмельченной железной руды (крупностью менее 0,08 мм). После обработки волокна вводят в бетонную смесь. Для приготовления бетонной смеси заполнитель и цемент перемешивают в сухом виде, после чего к смеси добавляют воду. На практике для фибробетонных изделий применяют мелкий заполнитель. Воду добавляют в смесь до достижения В/Ц 0,4 - 0,5. Приготовленную бетонную смесь и армирующие синтетические волокна тщательно перемешивают до равномерного распределения волокон по всему объему. Степень перемешивания определяют по отсутствию конгломератов армирующих волокон. -:. /,,Л, ..;;, . ,- - ./. :. :- : ,..- :

Приготовленную предложенным способом смесь используют для изготовления строительных изделий, например, черепицы. Обычно изделия формируются различными видами прессования.

Для определения оптимального времени обработки синтетических волокон в минерализованной воде были проведены эксперименты по выдергиванию волокон из цементных матриц. Эти эксперименты направлены на измерение прочности связи между синтетическими волокнами и бетон- ной смесью. Волокна одинаковой длины, обработанные минерализованной водой в течение разных периодов времени, затворяли в бетонный раствор на одинаковую глубину (15 мм).

В первой группе опытов исследовались бетонные образцы, синтетические волокна которых обрабатывались только минерализованной водой; во второй группе опытов волокна обрабатывались минерализованной водой с добавлением тонкоизмельчённой горной массы, в качестве которой использовался железорудный концентрат в крупности 90% класса минус 0,074 мм.

Результаты опытов сведены в табл. 1 и 2. Как видно из табл. 1 и 2, прочностьi связи волокно-бетон, характеризуемая величиной максимальной нагрузки на выдергивание волокон из матрицы с увеличением времени предварительной обработки волокон, до 200 ч последовательно возрастала. При дальнейшем увеличении времени обработки прочность связи стабилизировалась и составляла: в опытах с обработкой волокон минерализованной водой 4,8.... 5,1 Н, табл. 1, в опытах с обработкой минерализованной водой с добавкой тонкоизмельченных чэстиц горной породы - 5,5 ... 5,8 Н, табл. 2. Таким образом, экспериментально подтвер- джено, что время предварительной обработки волокон минерализованной водой должно быть более 200 ч, при этом дополнительная добавка в минерализованную воду тонкоизмельчённых частиц горной породы повышает прочность связи волокно-бетон на 12... 13%.

Добавление в минерализованную воду

тонкойзмельченных частиц горной породы, очевидно из опытов, способствует увеличе- .нию размеров и свободной поверхности кристаллов нерастворимых солей, осажденных на поверхности волокон. Увеличение

размеров и свободной поверхности кристаллов происходит за счет захвата в процессе кристаллизации мелких частиц твердого, При этом поверхность волокон имеет более развитую рельефность, что

обуславливает улучшение качества сцепления и прочности бетона в целом.

Предложенный способ иллюстрируется следующим примером его осуществления. В качестве армирующих синтетических

волокон применяли отходы фильтровальной ткани арт. 56035 используемой на горнообо- гатительн ых предприятиях для обезвоживания железорудных и марганцевых концентратов. Волокна фильтроткани в технологическом процессе взаимодействуют с пульпой в течение 300 часов. Пульпа представляет собой механическую смесь тонко- измельченных твердых частиц и минерализованной воды кптооая характеризуется содержанием Са21 - 300 мг/л и

м2+ - 150 мг/л. Куски фильтровальной тканй были расплетены на Отдельные нити и

растрепаны на волокна.

. Цемент M4QO и песок в соотношении 1 :

3 перемешивали с водой В/Ц 0,4 вручную в металлической емкости размером 0,8 х 1,5 м.Волокна использованной фильтровальной ткани добавляли в количестве 1 .- 2% по сухому весу в бетонную, смесь и тщательно

перемешивали для равномерного распреде ления волокон по всему объему.

Для сравнения была приготовлена бетонная смесь по способу-прототипу. При этом в качестве армирующей добавки использовали волокна новой фильтроткани,

не подвергавшейся предварительной обработке.,

Из готовой фибробетонной смеси изготавливали образцы по ГОСТ 310.4-8 Т в виде балочек размером 160 х 40 х 40 мм для измерения прочностных характеристик на сжатие и изгиб. Готовые образцы выдерживали-в течение трех суток в формах при комнатной температуре с прикрытой верхней поверхностью, по освобождению из форм образцы помещали в камеру нормального хранения для испытания в возрасте 28 суток.

Перед испытаниями образцы осматривали и измеряли. Образцы испытывали на изгиб и сжатие по ГОСТ 310.4-81. Прочно; стные характеристики фибробетонной смеси определяли как среднее арифметическое из испытании трех образцов. Результаты ис- пытаний на прочность приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, при использовании предлагаемого способа, прочность изделий на изгиб возросла на 11 %, на сжатие - на

12%. -; : . :

Повышенные прочностные характеристики способствуют увеличению надежности строительных изделий и их эксплуатационного срока. Если прочность фибробетона, изготовленного по способу. описанному в прототипе, то расход цемента в предлагаемом способе можно снизить на

4 - 5%. Следовательно, при производстве одной тонны готовых изделий затраты на цемент снизятся на 37 копеек. А при производительности 100 тыс. тонн изделий в год экономия составит 37 тыс. руб./год.

По предложенному техническому решению проведены лабораторные опыты, испытания в опытно-промышленных условиях намечены в 1991 году. Планируется разработка технологического задания для проектирования на одном из предприятий Кривбасса промышленной установки для производства изделий по предложенному способу.

Формула изобретения

1. Способ приготовления фибробетонной смеси, включащий перемешивание цемента, заполнителей, воды с введением в процесс., перемешивания синтетических волокон, о тличающийся тем, что, с целью повышения прочности изделий за счет увеличения адгезии между бетоном и синтетическими волокнами, перед перемешиванием компонентов синтетические волок н а п редв а рител ьн о обра баты ва ют минерализованной водой в течение не менее 200 ч.

2. Способ поп. 1, отличающийся тем, что в минерализованную воду дополнительно добавляют тонкоизмельченные частицы горной породы.

Таблица

Т а б л и ц а 2

Изобретение относится к изготовлению бетонных изделий с волокнистыми армирующими добавками и может быть использовано в производстве строительных изделий, в частности кровельных. Сущность изобретения: при приготовлении фибробетонной смеси перемешивают цемент с заполнителем на основе водного раствора с добавлением в смесь синтетических волокон, которые предварительно обрабатывают не менее 200 ч минерализованной водой, при этом в минерализованную воду добавляют тонкоизмельченные частицы горной породы. Полученные таким способом изделия обладают повышенной износостойкостью. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Та блица 3