БЕТОННАЯ СМЕСЬ
CONCRETE MIXTURE

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам бетонов.
Известна бетонная смесь, включающая портландцемент, гравий, песок, воду и комплексную добавку, в частности жидкую фазу полимер-сульфатного отхода производства тиокола, имеющая прочность М300 [1].
Наиболее близкой к предлагаемой смеси по технической сущности и достигаемому результату является бетонная смесь, содержающая, мас.%: шлакопортландцемент 30-35, шлаковый заполнитель (доменный шлак с крупностью зерен менее 10 мм) 61,85-69,15 и добавку 0,05-0,15 [2].
Недостатком известной смеси является низкая прочность, влагостойкость и морозостойкость.
Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении прочности бетона при использовании в его составе шлакопортландцемента марки М500, дробленого доменного шлака в крупности 15-0 мм, горного песка, содержащего компонент высокой твердости минералы гранаты, и универсальной добавки для бетона «Реламикс. Тип 2», которая улучшает пластические свойства бетона и повышает его прочность.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации вещественного состава и соотношения компонентов бетонной смеси. Это позволяет использовать свойства каждого компонента в целях повышения качественных характеристик бетона, в частности прочности на изгиб и сжатие, влагостойкость и морозостойкость.
2
2
3
3
2
3
2
5
3
2
2
Для достижения предлагаемым изобретением технического результата бетонная смесь, включающая шлакопортландцемент, шлаковый заполнитель и добавку, содержит в качестве шлакопортландцемента шлакопортландцемент марки М500, в качестве шлакового заполнителя - дробленый доменный шлак крупностью 0-15 мм, в качестве добавки - комплексную добавку «Реламикс. Тип 2» и дополнительно горный песок состава, мас.%: SiO 34,1-39,9; AlO+TiO 9,8-11,0; FeO+FeO 12,8-26,1; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; РО 0,5-0,6; SO 1,7-3,2; NaO+KO 1,3-3,2; п.п.п.8,5-15,0, содержащий 20-30% минералов гранатов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Шлакопортландцемент марки М500
15-18
Указанный доменный шлак крупностью 15-0 мм
50-60
«Реламикс. Тип 2»
0,1-0,3
Указанный горный песок
Остальное
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что предлагаемый горный песок содержит высокотвердые минералы гранаты в качестве 20-30%, что приводит к резкому увеличению прочности бетона. Более высокой твердостью обладает только алмаз. В бетонной смеси используется дробленый песок и доменный шлак. У дробленых материалов резко возрастает поверхность и количество острых углов и граней и возрастает поверхностная энергия по сравнению, например, с речным песком и гравием. В результате дробленые заполнители бетона резко увеличивают его плотность и твердость, снижается количество и размеры пустот в затвердевшем бетоне. Речной песок и гравий имеют округлую поверхность. Доменный шлак имеет высокую прочность и твердость, что повышает аналогичные характеристики бетона.
Шлакопортландцементы (шлаковые цементы) изготавливаются из доменного гранулированного шлака. Минералогический состав шлакового цемента и доменного шлака одинаковы и представлены алюминатами, силикатами, сульфоалюминатами, ферратами кальция, гранатами, что способствует уплотнению и упрочнению структуры бетона при гидратации и твердении [3].
Для получения предлагаемого бетона применяли дробленый шлак крупностью 15-0 мм ОАО «Кузнецкий металлургический комбинат», шлакопортландцемент (шлаковый цемент) Кузнецкого цементного завода, песок горный, содержащий 25,3-34,7% минералов гранатов ОАО «Аабагурская обогатительная фабрика» города Новокузнецка (Таблица 1).
«Реламикс. Тип 2» - комплексная химическая добавка, применяемая в качестве пластификатора, противоморозной добавки и ускорителя отвердения бетона. Добавка производится ООО «Полипласт-УралСиб» (г.Первоуральск, Свердловской области) в соответствии с ТУ 5870-002-14153664-04, является порошком белого цвета и состоит из натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот различной молекулярной массы с добавлением комплекса, ускоряющего набор прочности.
Смеси компонентов затворяли водой при температуре 25-30°С до получения бетона нормальной стандартной густоты. Из полученной смеси изготавливали балочки размером 4×4×16 см с уплотнением на стандартной лабораторной виброплощадке. Твердение образцов осуществляли пропариванием в камере при 75-80°С в течение 12 часов. Испытание образцов проводили в возрасте 28 суток. Для сравнения испытывали бетоны изготовленные из шлакопортландцемента, речного песка и гравия. Условия экспериментов были идентичны. Качество бетона по предлагаемому составу соответствовало марке М600, по известному - М300 (Таблица 2).
Таблица 1
Материал
Химический состав, мас.%
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+TiO<sub>2</sub>
FeO+Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
MgO
MnO
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
SO<sub>3</sub>
Na<sub>2</sub>O+K<sub>2</sub>O
п.п.п.
Доменный дробленый шлак
36,4
12,3-17,0
0,6-2,6
38-42,2
4,8-9,9
0,2-1,0
0,4-1,1
0,13-0,17
0,10-0,15
Песок горный
34,1-39,9
9,8-11
12,8-26,1
11,3-13,7
4,2-5,7
0,3-0,55
0,5-0,6
1,7-3,2
1,3-3,2
8,5-15
Источники информации
1. Патент РФ 2272796, МПК С04В 28/04, 2004.
2. Авторское свидетельство 709588, МПК С04В 15/00, 15.01.1980.
3. Сватовская Л.Б., Сычев М.М. Активизированное твердение цементов // Л., Стройиздат, 1983, с.150.