Бетонная смесь Советский патент 1980 года по МПК C04B15/00 

1

Изобретение относится к составам бетонных смесей и может найти применение при возведении сооружений для защиты от радиоактивного воздействия ядерных реакторов, атомных электростанций, предприятий по выработке и переработке изотопов и других специальных сооружений. . Известна бетонная смесь, включающая цемент, песок, щебень рудный и воду 1. Известна также бетонная смесь, включающая цемент -7-9%, тонкомолотую добавку из шлака ферробора - 5-8%, песок из шлака ферробора 18-25%, щебень из щлака ферробора 48-64% и воду 2.

Известная бетонная смесь является наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком этих бетонных смесей является относительно низкий показатель объемной массы, одного из основных показателей эффективности защиты от радиоактивных излучений.

Целью изобретения является повышение плотности бетона.

Поставленная цель достигается тем, что бетонная смесь, включающая цемент, тонкомолотую добавку из щлака ферробора, песок, щебень и воду, содержит песок и щебень из окалины прокатной при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Цемент6,70-14,40

Тонкомолотая добавка

из шлака ферробора 5,00-10,65 Песок из окалины

5прокатной27,60-33,20

Щебень из окалины

прокатной34,65-48,40

Вода6,80-12,30

Сущность изобретения состоит в том, что 10 в состав бетонной смеси вводят в качестве щебня и песка окалину прокатную - отход прокатного производства. Окалина прокатная является плотным (,0-5,1 г/см), тяжелым материалом (объемная масса 15 Y 2350-2835 кг/м) и содержит в своем составе железо (Реобщ 70,0-75,0%). По своим физико-механическим свойствам окалина прокатная превосходит традиционные заполнители - магнетитовые и гематитовые 20 руды, у которых плотность колеблется от 3,2 до 4,3 г/см, объемная масса - 2300- 2700 кг/мз.

По содержанию железосодержащих окислов окалина прокатная также соответствует высококачественным рудным материалам. В состав бетонной смеси входят тонкомолотые шлаки ферробора, которые эффективно поглощают возникающее в железе при поглощении нейтронов вторичное v-из 0 лучение (до 7,7 Мэв) и тепловые нейтроны.

Бетонная смесь по изобретенню обладает комплексом универсальных защитных свойств, как Ст у-излучения, так и от вторичного 7-излучения и тепловых нейтронов. Более высокие, но сравнению с традиционными материалами, радиационностойкие свойства бетонной смеси обуславливаются оптимальным качественным и количественным сочетанием ее компонентов.

Бетонная смесь составлена из местных, дешевых недефицитных материалов - отходов прокатного и ферросилавпого производства, которые обычно имеются на одном металлургическом заводе, как, например, на Новолинецком металлургическом заводе. Кроме того, основной компонент предлагаемой бетонной смеси, окалина прокатная, не требует дополнительных затрат на ее измельчение, так как имеет приемлемый гранулометрический состав (отсеивать целесообразно только фракции более 20 мм).

Применение окалины прокатной в качестве заполнителя для радиоционностойких бетонов значительно расширяет базу дешевых строительных материалов для энергетического строительства.

Бетонную смесь при использовании окалины прокатной в сочетании со шлаками ферробора приготовляют по следуюш,ей технологии. Вначале смешивают цемент с тонкомолотой добавкой из шлаков ферробора до однородного состояния и затворяют смесь водой. После этого в тесто добавляют последовательно песок и щебень из окалины прокатной, которые перемешивают с вяжущим тестом до получения однородной массы. Приготовленную смесь помещают в формы размером 15X15x15 см и подвергают уплотнению на стандартной виброплощадке в течение 30-45 сек. Твердение кубов осуществляют в течение 28 суток в камере нормального хранения. После этого кубы подвергают испытанию но определению свойств бетонной смеси но ГОСТ 10180-74.

Пример 1. 6,67 (по массе) шлакопортландцемента смешивают с 4,95% тонкодис......

768778

персного шлака ферробора до получения однородного состава и затворяют смесь водой 6,80%. После этого в смесь добавляют последовательно 33,18% песка, 14,5% щебня фракции 5-10 и 33,9% щебня фракции 10-20 из окалины прокатной. Смесь вновь перемешивают до получения однородного состава. Перемешанную бетонную смесь укладывают в формы -кубы размером 15Х15Х Х15 см в два приема с уплотнением на стандартной вибронлощадке в течение 45 сек. Твердение кубов происходит в камере нормального твердения в течение 28 суток. После этого образцы подвергают испытаниям для определения объемной массы и кубиковой прочности бетона.

Пример 2. 10,9% (по массе) шлакопортландцемента смешивают с 6,57% тонкодисперсного шлака ферробора до нолучения однородного состава и затворяют смесь водой 8,05%. После этого в смесь добавляют последовательно 29,42% песка, 13,8% щебня фракции 5-10, 31,26% щебня

фракции 10-20 из окалины прокатной и вновь перемешивают всю смесь. Тщательно перемешанную бетонную смесь укладывают в формы размером 15x15x15 см. Дальнейшее уплотнение бетонной смеси, хранение и

испытание образцов бетона осуществляют также, как и в примере 1.

Пример 3. 14,40% (по массе) шлаконортландцемента смешивают с 10,65% тонкодисперсного шлака ферробора до получения однородного состава и затворяют смесь водой 12,3%. После этого в смесь добавляют последовательно 27,6% песка, 10,8% щебня фракции 5-10, 24,25% щебня фракции 10-20 из окалины нрокатной и вновь

перемешивают всю смесь. Тщательно перемешанную бетонную смесь укладывают в формы размером 15X15x15 см. Дальнейшее уплотнение бетонной смеси, хранение и испытание образцов бетона осуществляют

также, как и в примере 1.

Физико-механические свойства бетонов по примерам 1, 2 и 3 приведены в таблице.

Таким образом, бетоны приведенных составов по величине объемной массы, прочности и химического состава могут быть иснользованы при строительстве объектов, служащих для биологической защиты от радиоактивных излучений. Бетон по изобретению имеет более высокую объемную массу и как следствие большую плотность, в связи с чем обладает повышенными свойствами заш,иты от радиоактивного излучения. .

Применение в бетонах для защиты от радиоактивных излучений отходов металлургического производства дает возможность снизить себестоимость бетонных смесей, исключить применение привозных, дорогостояш,их и дефицитных материалов: лимоиита, магнетита, барита и т. д.

Кроме того, экономическая эффективность от применения предлагаемой бетонной смеси достигается и тем, что толш,ина защитного ограждения может быть уменьшена за счет повыщенных комплексных свойств бетона на основе окалины прокатной и щлаков ферробора.

Сборные монолитные изделия и конструкции из бетонной смеси по изобретению могут применяться при строительстве атомных электростанций, предприятий по выработке и переработке изотопов, транспортных энергетических установок и т. п.

Формула изобретения

Бетонная смесь, включающая цемент, тонкомолотую добавку из шлака ферробора, песок, щебень и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения плотности, она содержит песок и щебень из окалины прокатной при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Цемент6,70-14,40

Тонкомолотая добавка

из шлака ферробора 5,00-10,65 Песок из окалины

прокатной27,60-33,20

Щебень из окалины

прокатной34,65-48,40

Вода6,80-12,30

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Комаровский А. Н. Строительство ядерных установок. М., Атомиздат, 1965, с. 29, табл. 5.6.

2. Авторское свидетельство №... по заявке № 2515929/33, кл. С 04В 15/00, 1977 (прототип).