Бетонная смесь

Бетонная смесь

Реферат

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к строительным бетонам для производства фундаментных и стеновых блоков, стеновых панелей, в конструкции несущего слоя бетонных полов и др. Цель: понижение коэффициента теплопроводности и стоимости бетона, с одновременным повышением его прочности при изгибе.

Бетонная смесь, включающая: вяжущее, щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, кварцевый песок и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вяжущего многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из мас. %: молотого гранулированного доменного 48,3-56,0, молотого конвертерного шлака 8,4-13,2, фосфогипса 35,6-38,5, клинкера - 5 от суммы вышеуказанных компонентов, при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %: указанное вяжущее - 14,2-15,7; указанный щебень - 29,9-46,7; песок 30,3-45,0; вода - остальное.

Известна бетонная смесь на основе ангидрито-нефелинового шлакового вяжущего (АНШВ) [1], включающая, мас. %:

АНШВ	14,3
Шлаковый щебень фракции 5-20 мм	47,6
Песок кварцевый	29,2
Вода	Остальное

Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому эффекту является бетонная смесь [2], включающая, мас. %:

Цемент	10,1-13,2
Песок	29,4-33,9
Щебень из отвального кристаллического доменного шлака,
предварительно обработанного серной кислотой	48,5-49,8
Вода	Остальное

Недостатком указанных бетонных смесей, связанных с их качественным и количественным составом, является их относительно невысокая прочность при изгибе, высокий коэффициент теплопроводности и стоимость. Целью предлагаемого изобретения является понижение коэффициента теплопроводности и стоимости бетона, с одновременным повышением его прочности при изгибе.

Цель изобретения достигается тем, что бетонная смесь, включающая в качестве крупного заполнителя щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, в качестве мелкого заполнителя - кварцевый песок и воду, содержит вместо цемента многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из, мас. %: молотого гранулированного доменного шлака 48,3-56,0, молотого конвертерного шлака 8,4-13,2, фосфогипса 35,6-38,5, клинкера - 5 от суммы вышеуказанных компонентов [3], и исключает предварительную обработку щебня из отвального доменного шлака серной кислотой, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Многокомпонентное минеральное вяжущее	14,2-15,7
Щебень фракции 5-20 мм	29,9-46,7
Песок кварцевый	30,3-45,0
Вода	Остальное

В лабораторных условиях осуществлены примеры изготовления бетонной смеси согласно изобретению. Бетонную смесь готовили по следующей технологии.

В бетономешалку принудительного перемешивания загружали крупный и мелкий заполнители, отмеренные по объему в соответствии с принятым соотношением, добавляли часть воды, заполнители перемешивали в течение 30 с, добавляли многокомпонентное минеральное вяжущее [3], оставшуюся часть воды. Бетонную смесь перемешивали до получения однородной массы в течение 2-3 мин. Формовали образцы - кубы и призмы размером 100×100×100 мм и 100×100×400 соответственно. Через 28 сут твердения в нормально-влажностных условиях производили испытания образцов по ГОСТ 10180-90 "Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам".

Крупный и мелкий заполнители по характеристикам соответствовали требованиям ГОСТ 5578-94 "Щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии для бетонов", ГОСТ 8736-93 "Песок для строительных работ".

Пример 1.

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве заполнителей используются: щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1230 кг/м³, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 5%; кварцевый песок насыпным весом 1570 кг/м³; многокомпонентное минеральное вяжущее [3], состоящее из, мас. %: молотого гранулированного доменного шлака 48,3; молотого конвертерного шлака 13,2; фосфогипса 38,5; клинкера - 5 от суммы вышеуказанных компонентов.

Состав бетонной смеси, мас. %:

Многокомпонентное минеральное вяжущее	14,2
Щебень фракции 5-20 мм	46,7
Песок кварцевый	30,3
Вода	Остальное

Пример 2.

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве крупного и мелкого заполнителей используются: шлаковый щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1240 кг/м³, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 10%; кварцевый песок насыпным весом 1565 кг/м³; многокомпонентное минеральное вяжущее [3], состоящее из, мас. %: молотого гранулированного доменного шлака 52,2; молотого конвертерного шлака 10,7; фосфогипса 37,1; клинкера - 5 от суммы вышеуказанных компонентов. Состав бетонной смеси, мас. %:

Многокомпонентное минеральное вяжущее	14,9
Щебень фракции 5-20 мм	38,6
Песок кварцевый	37,4
Вода	Остальное

Пример 3.

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве заполнителей используются: щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1235 кг/м³, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 8%; кварцевый песок насыпным весом 1580 кг/м³; многокомпонентное минеральное вяжущее [3], состоящее из, мас. %: молотого гранулированного доменного шлака 56,0; молотого конвертерного шлака 8,4; фосфогипса 35,6; клинкера - 5 от суммы вышеуказанных компонентов.

Состав бетонной смеси, мас. %:

Многокомпонентное минеральное вяжущее	15,7
Щебень фракции 5-20 мм	29,9
Песок кварцевый	45,0
Вода	Остальное

В таблице представлены свойства предлагаемого и известных бетонов.

Свойства	Пример	Среднее по примеру 3	Бетон на цементном вяжущем по прототипу) [2]
1	2	3
1	2	3	4	5	6
Марка многокомпонентного минерального вяжущего	300	300	300	300	-
Продолжение таблицы
1	2	3	4	5	6

Плотность сухого бетона в возрасте 28 сут, кг/м3	2,08	2,1	2,14	2,1	2,1
Прочность бетона при сжатии, МПа	19,4	19,6	19,8	19,6	28,3
Прочность при изгибе, МПа	5,8	6,0	6,2	6,0	3,0-3,5
Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/мК	0,55	0,55	0,544	0,548	0,64
Условия твердения	Нормально-влажностные	Нормально-влажностные	Нормально-влажностные	Нормально-влажностные	Нормально-влажностные
Марка бетона/класс	200/15	200/15	200/15	200/15	200/15

Достигаемый технический результат заключается в повышении прочности при изгибе на 71,4%, понижении коэффициента теплопроводности на 14,3%, снижении стоимости бетона за счет исключения обработки щебня серной кислотой, замены дорогостоящего портландцемента на многокомпонентное минеральное вяжущее из побочных продуктов промышленности.

Литература

1. Комохов П.Г., Абу-Хасан М.С., Бабак Н.А., Богатов А.Д. и др. Цементы, бетоны, строительные растворы и сухие смеси / Нормативная документация. Часть III: Справ. - СПб.: НПО «Профессионал». - с. 211, табл. 24, 1-2-й составы.

2. SU 881052 от 15.11.1981, 2 с.

3. Заявка на патент №2010146531 от 15.11.2010 г., патент №2476392.

Бетонная смесь, включающая: вяжущее, щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, кварцевый песок и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вяжущего многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из, мас.%: молотого гранулированного доменного 48,3-56,0, молотого конвертерного шлака 8,4-13,2, фосфогипса 35,6-38,5, клинкера - 5% от суммы вышеуказанных компонентов, при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%: указанное вяжущее - 14,2-15,7; указанный щебень - 29,9-46,7; песок 30,3-45,0; вода - остальное.