RU1781191C - Сырьева смесь дл приготовлени легкого бетона - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к составам сырьевых смесей дл  приготовлени  конструкционных легких бетонов прочностью 20-. 40 МПа и плотностью 1600-1800 кг/м°. Бетон может быть использован р железобетонных элементах, рассчитанных на воздействие многократно повтор ющейс  нагрузки, в том числе сейсмостойких конструкций: колонн, воспринимающих значительные креновые нагрузки, свай, железобетонных изделий в мостостроении, аэродромных и дорожных покрытий, железнодорожных шпал и т.д. Сырьева  смесь дл  приготовлени  легкого бетона содержит, мае. %: дробленый керамзитовый гравий фр. 10 мм 35,0-37,5; портландцемент 6,53- 9,85; кварцевый песок 10,15-19,8; каменноугольна  зола-унос/ 13,40-19,7; тонкомолота  смесь негашеной извести и кварцевого песка в соотношении 1:1-2,12- 3,17; гипс 1,35-1,94; лигносульфат технический 0,022-0,050; вода остальное. Приготовление бетонных смесей осуществл ли на бетономешалке принудительного действи . Затем компоненты, кроме воды, помешали в бетономешалку и перемешивали 1 мин. Затем вводили 70% расчетного количества воды с пластифицирующей добавкой и смешивали их в течение 30 с, затем вводили оставшуюс  часть воды и перемешивали в течение 2,5 мин. Коэффициент Пуассона керамзитобетона 0,31-0,35; прочность сцеплени  арматуры с бетоном через 28 сут 10.5-12,6 МПа, через 360 сут 16-18.1 МПа.1 табл. СО с XI 00

Description

Изобретение относитс  к составам сырьевых смесей дл  приготовлени  конструкционных легких бетонов прочностью 20- 40 МПа и плотностью 1600-1300 кг/м3. Бетон может быть использован э железобетонных элементах, рассчитанных на воздействие многократно повтор ющейс  нагрузки, в том числе сейсмостойких конструкций: колонн, воспринимающих значительные крановые нагрузки, свай, железобетонных изделий в мостостроении.

аэродромных и дорожных покрытий, железнодорожных шпал и т.д. ..

Известны составы высокопрочных легких бетонов на пористых заполнител х, разработанные НИИЖБ Госстро  СССР 1.

Эти бетоны имеют недостаточно высокий начальный коэффициент поперечной деформации бетона - коэффициент Пуансона . Кроме того, они требуют дл  своего изготовлени  большое количество высокомарочного цемента М 500 и выше.

Ю

Наиболее близкой по технической сущности к за вл емому изобретению  вл етс  сырьева  смесь дл  легкого бетона 2, используемого в производстве конструкционно-теплоизол ционныхизделий , содержаща  в качестве активизирующих веществ хлорид кальци  и аминоуксусную кислоту . Состав сырьевой смеси прототипа следующий, мас.%:

Цемент15,0-19,3

Керамзитовый гравий 34,2-36,3 Мелкий заполнитель кварцевый песок29,2-33,2

Каменнбугольнэ  зола-унос3,46-4,5

Хлорид кальци 0 ,225-0,285 Аминоуксусна 

кислота0,0195-0,081

Вода12,0-12,6

Недостатками известной смеси  вл ютс  невысокие показатели деформативных свойств известного бетона и недостаточное сцепление бетона с арматурой. Кроме того, добавки к легкому бетону прототипа содержит дефицитный и дорогосто щий компонент - аминоуксусную кислоту.

Целью изобретени   вл етс  повышение коэффициента Пуассона и улучшение сцеплени  бетона с арматурой при одновременном снижении расхода портландцемента

Поставленна  цель достигаетс  тем, что сырьева  смесь дл  приготовлени  Легкого бетона включающа  портландцемент, керамзит , кварцевый песок каменноугольную золу-унос, добавки и воду, содержит дополнительно тонкомолотую смесь негашеной извести, кварцевого песка в соотношении 1 1, гипс и пластифицирующую добавку - лигносульфонаты технические при следующем соотношении компонентов, мас.%: Портландцемент6,53-9,85

Дробленый керамзитовый гравий

фракции 10мм35,0-37,5

Кварцевый песок810,15-19,8

Каменноугольна 

зола-унос13,50-19,7

Указанна  смесь2,12-3,17

Гипс1,36-1,94

Лигносульфонат

технический0,022 0,05

ВодаОстальное

Использование дробленого керамзита, извести и гипса в легких бетонах в сочетании с другими компонентами обеспечивает легким бетонам такие свойства, которые они про вл ют в за вл емом решении, а

именно, значительное улучшение деформативных бетона (повышение коэффициента Пуассона), и повышение сцеплени  бетона с арматурой при одновременном снижении

расхода портландцемента.

Роль дробленого керамзита в за вл емом изобретении значительна, но только в сочетании с тонкомолотой известью, гипсом , пластифицирующей добавкой и золой0 уносом. Зерна керамзитового грави , получаемого, как известно, в услови х высокотемпературного обжига во вращающихс  печах, покрыты окатанной спекшейс  оболочкой , котора  в числе других материалов

5 содержит химически малоактивный муллит. Все это снижает как сцепление керамзитового грави  с растворной частью бетона, так и реакционную способность, активность его поверхности.

0 Дробление керамзитового грави  обнажает его внутренние, наиболее активные поверхности, обладающие повышенной пористостью поверхности.

Наличие открытых поверхностных пор

5 на зернах дробленого керамзитового грави  позвол ет известково-цементной суспензии проникать на большую глубину, чем на поверхности зерен обычного керамзита. При этом значительно повышаетс  прочно0 сть сцеплени  контактной зоны, что способствует повышению деформативных свойств за вл емых бетонов, повышению коэффициента Пуассона.

При дроблении керамзитового грави 

5 образуетс  заполнитель с широким спектром гранулометрии - от пылеватых фракций до зерен крупностью 10 мм. Это позвол ет, с одной стороны, получать наиболее совершенную монолитную структуру бетона, с

0 другой - использовать пылевидную фракцию керамзита совместно с каменноугольной золой-унос в качестве активной минеральной добавки, что позвол ет уменьшить расход портландцементом в за вл е5 мых смес х легкого бетона.

Перечисленные положительные факторы , св занные с дроблением керамзитового грави  и его взаимодействи  с другими за вл емыми компонентами смеси привод т к

0 уменьшению усадочных  влений, внутренних напр жений и микротрещин в бетоне, способствуют повышению прочности сцеплени  бетона с арматурой.

Применение тонкомолотой негашеной

5 извести способствуют уплотнению растворной части керамзитобетона после формовани  издели  за счет увеличени  в объеме гидратирующейс  активной окиси кальци , что также приводит к повышению сцеплени  растворной части с заполнителем, к повышению коэффициента Пуассона. Известь также активизирует поверхность керамзитового грави  и пылеватые частицы керамзита и золы-уноса.

Повышение количества извести сверх за вл емого приводит к деструктивным  влением , внутренним напр жени м, при меньшем же количестве извести не полностью используетс  активность золы-уноса и керамзита, что также снижает деформатив- ные и прочностные свойства бетона.

Гипс выполн ет в бетоне дво кую роль. На стадии приготовлени  бетона и формовани  изделий гипс служит регул тором сроков гидратации извести и стабилизатором объема бетона в услови х увеличени  в объеме гидратирующейс  извести.

На стадии тепловой обработки гипс  вл етс  химически активным компонентом, способствующим повышению деформатив- ных свойств бетона и повышению конечной прочности бетона.

Пластифицирующа  добавка - лигно- сульфонаты технические - повышает растворимость алюминатов и алюмоферритов кальци , что способствует интенсификацию процесса твердени  бетона. Помимо этого добавкалигносульфонатовтехнических увеличивает пластичность смеси, способствует оптимальному струкгурообразованию, улучшает за вл емые свойства бетонов.

Таким образом, данный состав компонентов придает легкому бетону новые свойства , что позвол ет сделать вывод о соответствии за вл емого решени  критерию существенные отличи .

Дл  экспериментальной проверки за вл емого состава были подготовлены 12 смесей ингредиентов, шесть из которых показали оптимальные результаты (см.таб- лицу).

Дл  изготовлени  образцов примен ли портландцемент М 400 Каменец-Подольского завода,-керамзит дробленый Кулендоров- ского завода Одесской области с насыпной объемной массой 720 кг/м3 и прочностью при сдавливании в цилиндре 2,4 МПа. В качестве тонкомолотой извести использовали известково-песчаную смесь 1 активностью по СаО 38% при тонкости помола, соответствующей удельной поверхности 5000 см2/г, песок кварцевый и мелкий Херсонский Мкр 1,12, каменно-у|0льную золу- унос Ладыжинской ГРЭС с удельной поверхностью 3000 г/см , гипс строительный Г-5. ГОСТ 125-79, пластифицирующую добавку лигносульфонаты технические, ОСТ 13-183-83.

Составы бетонов готовили в лабораторной бетономешалке принудительного действи . Сухие компоненты после взвешивани  перемешивали в бетономешалке в тече- ние 1 мин, затем вливали воду с пластифицирующей добавкой. Врем  перемешивани  бетонной смеси 3 мин. Подвижность смеси соответствовала осадке конуса 1-2 см.

Из легкобетонной смеси формовали образцы - кубы размером 10x10x10 см, балочки 4x4x16 см. призмы 10x10x40 см. Образцы формовали на лабораторной виброплощадке со стандартным режимом вибрировани . Пропаривали образцы при 80°С по режиму 2+10+2 ч. После пропаривани  образцы выдерживали в камере нормального тверде- ни  и испытывали на 29 сут и через год.

Было исследовано сцепление арматуры класса АШ с бетоном в кубах 10x10x10 м методом продавлйвани  (7). При этом примен ли стержни периодического профил  из стали класса АШ диаметром 12 мм. Величину прочности сцеплени  РСц определ ли при максимальной нагрузке, соответствующей продавливанию арматуры.

R Ртах си -

ц

JTd I

где Rmax - максимальна  нагрузка при продавливании стержн ,

d - диаметр стержн , I - длина заделки (10 см). Деформативные свойства легких бетонов (8) определ ли по измерению коэффициента Пуассона. Коэффициент Пуассона (9) определ ли на образцах-призмах размером 10x10x40 см при нагрузках, равных 0,3 разрушающей . Призмы загружали ступен ми нагрузки, составл ющими 0,1 Р разрушающей с четырехминутной выдержкой на каждой ступени. По двум противоположным гран м призм устанавливали индикаторы часового типа с ценой делени  0,001 мм на базе 200 мм, с помощью которых производили центрирование призм и фиксировали деформации бетона при загружении.

Перед испытанием призм в возрасте 28 сут на все грани призм кроме индикаторов наклеивали тензорезисторы дл  замера как продольных, так и поперечных деформаций.

В таблице представлены полученные свойства предлагаемых легких бетонов с

различным соотношением ингредиентов и известных составов.

Примененные в таблице данные подтверждаютс  актом испытаний за вл емой сырьевой смеси дл  приготовлени 

легкого бетона, прилагаемым к насто щей за вке-- «

Из таблицы следует, что предлагаемые составы (5-10) позвол ют значительно повысить деформативные свойства конструкци- онных легких бетонов, а именно, повысить коэффициент Пуассона в 1,5-1,7 раз по сравнению с существующими конструкционными легкими бетонами, В 1,2-1,5 раза повышаетс  также прочность сцеплени  ар- матуры с предлагаемыми бетонами. Значительно повышаетс  трещиностойкость и выносливость бетона ГОСТ 24545-81.

При этом расход портландцемента при изготовлении конструкционных бетонов предлагаемых составов в 2-3 раза меньше, чем при изготовлении бетонов базовых составов по СНиП 5.1 23-83,

Предлагаемые бетоны легче традиционных они имеют объемную плотность в сухом состо нии 1500-1600 кг/м3

Использование за вл емого изобретени  позволит получать высокомарочные ке- рамзитобетоны на обычном керамзитовом заполнителе с малыми расходами цемента В то же врем  предлагаемый бетон обладает р дом преимуществ: повышенным сцеплением с арматурой и повышенными деформативными свойствами, что позвол ет рекомендовать данный бетон дл  сейсмо-

стойких железобетонных конструкций и дл  работы при динамических нагрузках,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Сырьева  смесь дл  приготовлени  легкого бетона, включающа  портландцемент, керамзит, кварцевый песок, каменноугольную золу-унос, добавки и воду, отличающа с  тем, что, с целью повышени  коэффициента Пуассона и улучшени  сцеплени  бетона с арматурой при одновременном снижении расхода портландцемента, она содержит в качестве керамзита -дробленый керамзитовый гравий фракции 10 мм и в качестве добавок - тонкомолотуюхмесь негашеной извести и кварцевого песка в соотношении 11, гипс и лигносульфонат технический при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Портландцемент6,53-9,85

   Дробленый

   керамзитовый

   гравий фракции 410 мм 35-37,5

   Кварцевый песок10,15-19,8

   13,50-19,7

   2,12-3,17

   1,35-1,94

   0,022-0,050 Остальное.