RU2087442C1

RU2087442C1 - Method of activation of filling agent at concrete mixture making

Info

Publication number: RU2087442C1
Application number: RU94029102A
Authority: RU
Inventors: Ю.П. Гладких; В.И. Завражина
Original assignee: Белгородская государственная технологическая академия строительных материалов
Priority date: 1994-08-02
Filing date: 1994-08-02
Publication date: 1997-08-20
Also published as: RU94029102A

Abstract

FIELD: building industry. SUBSTANCE: method involves treatment of small or small and large concrete filling agent with the natural bischofite aqueous solution at concentration of dry matter 0.82-5.1 g/1 l water. EFFECT: enhanced concrete strength, decreased consumption of cement and cost. 3 tbl

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий и может быть использовано в промышленности строительных материалов и строительстве. The invention relates to the production of building materials and products and can be used in the building materials industry and construction.

Известен способ обработки крупного заполнителя при приготовлении бетонной смеси орошением его 10-15%-ными водными растворами солей хлорида или бромида алюминия, взятыми в количестве 2-3% от массы заполнителя и последующего перемешивания крупного заполнителя с мелким с целью повышения прочности бетона [1]
Недостатком изобретения является дефицит, высокий расход активаторов - хлорида или бромида алюминия. В данных этого технического решения нет экспериментальных данных, подтверждающих снижение расхода цемента при активировании заполнителей указанными солями, в том числе на повышение прочности бетона при снижении расхода активаторов ниже 2-3% от массы заполнителей.A known method of processing coarse aggregate in the preparation of concrete mixture by irrigation with 10-15% aqueous solutions of chloride or aluminum bromide salts, taken in an amount of 2-3% by weight of aggregate and subsequent mixing of coarse aggregate with fine in order to increase the strength of concrete [1]
The disadvantage of the invention is the shortage, high consumption of activators - chloride or aluminum bromide. In the data of this technical solution there is no experimental data confirming a decrease in cement consumption when activating aggregates with the indicated salts, including an increase in concrete strength with a decrease in activator consumption below 2-3% by weight of aggregates.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ активации мелкого и крупного заполнителей бетона растворами солей сульфата и хлорида железа (III) или хлорида меди (II) с целью достижения заданного комплекса свойств бетона в зависимости от эксплуатационных требований [2] Авторами зафиксировано в случае активации заполнителей сульфатом железа (III) повышение прочности при сжатии на 23% а при изгибе на 6% в случае обработки хлоридом железа (III) фактически возрастает лишь прочность при изгибе на 10% а при модифицировании хлоридом меди на 7% Данные по влиянию этих добавок на снижение расхода цемента в описании этого изобретения отсутствуют. The closest in technical essence to the invention is a method of activating fine and coarse concrete aggregates with solutions of salts of sulfate and iron (III) chloride or copper (II) chloride in order to achieve a given set of concrete properties depending on operational requirements [2] The authors recorded in the case of activation fillers with iron (III) sulfate increase in compressive strength by 23% and in bending by 6% in the case of treatment with iron (III) chloride, in fact, only the strength in bending by 10% increases with modification of chloride ohm copper by 7% Data on the effect of these additives on the reduction of cement consumption in the description of this invention is missing.

Недостатком вышеуказанного способа активации заполнителей при изготовлении бетонных смесей является необходимость использования синтетических электролитов, что наряду с высоким расходом цемента удорожает производство бетонных смесей и бетона, а также незначительное повышение прочности бетона. The disadvantage of the above method of activating aggregates in the manufacture of concrete mixtures is the need to use synthetic electrolytes, which, along with high consumption of cement, increases the cost of production of concrete mixtures and concrete, as well as a slight increase in the strength of concrete.

Целью изобретения является повышение прочности бетона, снижение расхода цемента и материальных затрат при производстве бетонных смесей и бетона в целом. The aim of the invention is to increase the strength of concrete, reducing cement consumption and material costs in the production of concrete mixtures and concrete in general.

Поставленная цель достигается тем, что способ активации заполнителей при изготовлении бетонных смесей включает обработку мелкого или мелкого и крупного заполнителей бетона водными растворами неорганических солей и отличается тем, что в качестве неорганических солей используют водные растворы природного бишофита с содержанием сухого вещества 0,82 5,1 г на 1 л воды. This goal is achieved in that the activation method of aggregates in the manufacture of concrete mixtures involves the processing of fine or fine and large and concrete aggregates with aqueous solutions of inorganic salts and is characterized in that aqueous solutions of natural bischofite with a dry matter content of 0.82 5.1 are used as inorganic salts g per 1 liter of water.

Сущность изобретения заключается в осуществлении активации заполнителей при обработке их водными растворами природного бишофита определенной концентрации и изменении их поверхностных свойств и качества заполнителей при использовании их при изготовлении бетонных смесей и бетона, техническим результатом чего является повышение прочности бетона, снижение расхода цемента и материальных затрат при производстве бетона. Активация заполнителей природным бишофитом происходит за счет обменного взаимодействия поверхности заполнителей с ионами солей, входящих в состав природного бишофита. The essence of the invention lies in the implementation of the activation of aggregates when processing them with aqueous solutions of natural bischofite of a certain concentration and changing their surface properties and the quality of the aggregates when using them in the manufacture of concrete mixtures and concrete, the technical result of which is to increase the strength of concrete, reduce cement consumption and material costs in the production concrete. Activation of aggregates with natural bischofite occurs due to the exchange interaction of the surface of the aggregates with salt ions that are part of natural bischofite.

Примеры конкретного выполнения. Examples of specific performance.

Бетонные смеси готовили при комнатной температуре в естественных воздушных условиях, используя в качестве мелкого заполнителя кварцевый песок (ОСТ 21-1-80), а в качестве крупного гранитный щебень фракции 10-20 мм (ГОСТ 8267-87). Concrete mixtures were prepared at room temperature in natural air conditions, using quartz sand (OST 21-1-80) as a fine aggregate, and 10-20 mm fractions as large granite crushed stone (GOST 8267-87).

Для активации заполнителей использовали водные растворы бишофита, приготовленные из природного бишофита с плотностью 1300-1320 кг/м³ (ТУ 39-15-01-86). Химический состав сухого остатка природного бишофита следующий, мас. хлорид магния 83,7-84,8, бромид магния 1,41 1,63, хлорид калия 3,23-3,47, хлорид кальция 8,07-8,37, сульфат кальция 1,13-1,22, карбонат и гидрокарбонат кальция 1,39-1,63.To activate the fillers used aqueous bischofite solutions prepared from natural bischofite with a density of 1300-1320 kg / m ³ (TU 39-15-01-86). The chemical composition of the dry residue of natural bischofite is as follows, wt. magnesium chloride 83.7-84.8, magnesium bromide 1.41 1.63, potassium chloride 3.23-3.47, calcium chloride 8.07-8.37, calcium sulfate 1.13-1.22, carbonate and calcium bicarbonate 1.39-1.63.

В качестве вяжущего использовали портландцемент М500 и шлакопортландцемент М400 АО "Белгородцемент". Portland cement M500 and slag Portland cement M400 of Belgorodcement JSC were used as a binder.

Для оценки эффективности активации заполнителей бетона использовали величину прочности бетона. To assess the effectiveness of activation of concrete aggregates, the strength of concrete was used.

Активацию заполнителей бетона водными растворами природного бишофита производили предварительно перед проведением других операций приготовления бетонных смесей. Для этого мелкий или мелкий и крупный заполнители тщательно перемешивали с водными растворами природного бишофита в течение 1-3 мин при комнатной температуре. Затем добавляли необходимое количество вяжущего и полученную смесь тщательно перемешивали до получения однородной массы в течение 1-3 мин. The activation of concrete aggregates with aqueous solutions of natural bischofite was carried out before any other operations for preparing concrete mixtures. To do this, small or small and large aggregates were thoroughly mixed with aqueous solutions of natural bischofite for 1-3 minutes at room temperature. Then the required amount of binder was added and the resulting mixture was thoroughly mixed until a homogeneous mass was obtained for 1-3 minutes.

Цементно-песчаный строительный раствор готовили при соотношении Ц:П=1:2 и В/Ц= 0,5, затем его укладывали в формы 40х40х160 и уплотняли на встряхивающем столике. A cement-sand mortar was prepared at a ratio of C: P = 1: 2 and B / C = 0.5, then it was placed in a 40x40x160 mold and compacted on a shaking table.

Бетонную смесь для тяжелого бетона готовили при следующем соотношении компонентов: Ц:П:Щ=1:1,82:3,85 и В/Ц=0,5. Заполнители предварительно смешивали при комнатной температуре в течение 1-3 мин с водными растворами природного бишофита указанных в таблице 3 концентраций, после чего добавляли цемент и производили тщательное перемешивание в течение 1-3 мин до получения однородной массы. Из приготовленной бетонной смеси формовали образцы размером 100х100х100 мм. При снижении цемента соотношение П:Щ сохраняли. A concrete mixture for heavy concrete was prepared with the following ratio of components: C: P: SC = 1: 1.82: 3.85 and B / C = 0.5. The aggregates were pre-mixed at room temperature for 1-3 minutes with aqueous solutions of natural bischofite concentrations shown in table 3, then cement was added and thorough mixing was carried out for 1-3 minutes until a homogeneous mass was obtained. Samples of 100x100x100 mm in size were molded from the prepared concrete mixture. With a decrease in cement, the ratio P: S was maintained.

Твердение образцов осуществляли путем пропаривания их по режиму 2+8+2 при температуре 95±5^oC.The hardening of the samples was carried out by steaming them in the mode 2 + 8 + 2 at a temperature of 95 ± 5 ^o C.

Результаты испытаний пропаренных образцов представлены в таблицах 1-3. The test results of the steamed samples are presented in tables 1-3.

Из таблицы 1 следует, что активация кварцевого песка водными растворами природного бишофита, содержащими на 1 л воды затворения 0,82-5,1 г сухого вещества, приводит к повышению прочности песчаного бетона (см. N 1-6) и к снижению расхода цемента при изготовлении песчаного бетона при сохранении его прочности на 15-20% что безусловно снизит материальные затраты при производстве песчаного бетона. From table 1 it follows that the activation of quartz sand with aqueous solutions of natural bischofite containing 0.82-5.1 g of dry matter per 1 liter of mixing water leads to an increase in the strength of sand concrete (see N 1-6) and to a decrease in cement consumption in the manufacture of sand concrete while maintaining its strength by 15-20%, which will certainly reduce material costs in the production of sand concrete.

В таблице 2 приводятся данные по эффективности активации заполнителя песчаного бетона кварцевого песка водными растворами чистой гидролизующейся соли хлорида магния и природного бишофита с содержанием сухого вещества 4 г на 1 л воды. Приготовление цементно-песчаного строительного раствора производилось вышеописанным способом, но с другой партией портландцемента и кварцевого песка. Table 2 shows the data on the activation efficiency of sandstone concrete aggregate of quartz sand with aqueous solutions of pure hydrolyzable salt of magnesium chloride and natural bischofite with a dry matter content of 4 g per 1 liter of water. The preparation of cement-sand mortar was carried out as described above, but with a different batch of Portland cement and quartz sand.

Из приведенных данных видно, что использование природного бишофита в качестве активатора более эффективно по сравнению с хлоридом магния, так как приводит к большему повышению прочности бетона. Прочность при сжатии образцов из цементно-песчаного бетона с использованием активированного природным бишофитом кварцевого песка в 1,23 раза выше, чем прочность при сжатии образцов из песчаного бетона с использованием кварцевого песка активированного гидролизующейся солью слабого основания и сильной кислоты хлоридом магния. From the above data it is seen that the use of natural bischofite as an activator is more effective compared to magnesium chloride, as it leads to a greater increase in the strength of concrete. The compressive strength of cement-sand concrete samples using quartz sand activated with natural bischofite is 1.23 times higher than the compressive strength of sand concrete samples using quartz sand activated with a weak base hydrolyzed salt and strong acid with magnesium chloride.

Влияние активации природным бишофитом мелкого и крупного заполнителей - кварцевого песка и гранитного щебня на прочность бетона и снижение расхода цемента при его изготовлении представлены в таблице 3. The effect of natural bischofite activation of fine and coarse aggregates - quartz sand and granite crushed stone on the strength of concrete and a decrease in cement consumption during its manufacture are presented in table 3.

Из таблицы 3 следует, что активирование смеси мелкого и крупного заполнителя указанным способом приводит к повышению прочности бетона на 23,5-36,0% (см. NN 1, 2, 4, 6). При снижении расхода цемента на 20% при изготовлении бетонов с использованием активирования заполнителей природным бишофитом в виде его водных растворов, содержащих 0,82-5,1 г сухого вещества на 1 л воды, прочностные показатели бетона сохраняются (см. NN 1, 3, 5, 7). From table 3 it follows that the activation of a mixture of fine and coarse aggregate in this way leads to an increase in concrete strength by 23.5-36.0% (see NN 1, 2, 4, 6). When cement consumption is reduced by 20% in the manufacture of concrete using aggregate activation with natural bischofite in the form of its aqueous solutions containing 0.82-5.1 g of dry matter per 1 liter of water, the strength characteristics of concrete are preserved (see NN 1, 3, 5, 7).

Таким образом, активирование заполнителей бетона (мелкого и крупного) водными растворами природного бишофита в концентрации 0,82-5,1 г (в пересчете на сухое вещество) на 1 л воды приводит к повышению прочности бетона на 23-36% и позволяет снизить расход цемента на 20% при сохранении прочностных показателей бетона, что и, тем самым, материальные затраты при производстве бетона. Thus, the activation of concrete aggregates (small and large) with aqueous solutions of natural bischofite in a concentration of 0.82-5.1 g (in terms of dry matter) per 1 liter of water leads to an increase in concrete strength by 23-36% and allows to reduce consumption cement by 20% while maintaining the strength characteristics of concrete, which, and, thereby, material costs in the production of concrete.

Технико-экономическое сравнение с другими способами активирования заполнителей неорганическими солями показывает, что данный способ позволяет:
удешевить производство бетона за счет использования дешевого природного активатора бишофита и снизить концентрацию активаторов солей;
удешевить производство бетонных смесей и бетона за счет повышения прочности последнего или за счет снижения расхода цемента;
обеспечить экологическую чистоту производства бетона и бетонных изделий.The technical and economic comparison with other methods of activating aggregates with inorganic salts shows that this method allows you to:
reduce the cost of concrete production by using a cheap natural bischofite activator and reduce the concentration of salt activators;
reduce the cost of production of concrete mixtures and concrete by increasing the strength of the latter or by reducing cement consumption;
ensure the environmental friendliness of the production of concrete and concrete products.

Claims

A method for activating aggregate in the manufacture of concrete mix, comprising treating fine or fine and coarse aggregate with an aqueous solution of inorganic salts, characterized in that a solution of natural bischofite with a dry matter content of 0.82 5.1 g per 1 liter of water is used as an inorganic salt solution.