RU2258052C2

RU2258052C2 - Бетонная смесь

Info

Publication number: RU2258052C2
Application number: RU2004105285A
Authority: RU
Inventors: В.Б. Чупшев (RU); В.Б. Чупшев
Original assignee: Чупшев Владимир Борисович
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2005-08-10

Abstract

Изобретение относится к составам бетонных смесей и может быть использовано при изготовлении бетонных и железобетонных изделий. Бетонная смесь, включающая цемент, щебень, кварцевый песок, воду и демпфирующую добавку - шлам ТЭС - продукт водоподготовки и водоумягчения, образующийся при очистке подпиточной воды, содержит указанный шлам, образующийся при очистке подпиточной воды известковым молоком с последующим осаждением извести коагулянтом, содержащий 60-75% воды, состава, мас.%: SiO₂-3,78, Fe₂O₃-4,62, CaO-47,66, MgO-2,71, SO₃-1,37, п.п.п.-39,77, R₂O - остальное при следующем соотношении компонентов бетонной смеси, мас.%: цемент 11,2, щебень 63,6, указанный песок 15,2-15,7, шлам ТЭС 2,5-3,0, вода 7,0. Технический результат - снижение плотности бетона и его себестоимости. 2 табл.

Description

Изобретение относится к составам бетонных смесей и может быть использовано при изготовлении бетонных и железобетонных изделий.

Известны бетонные смеси на основе минерального вяжущего, естественных или искусственных заполнителей, воды и добавок.

В качестве добавок используется:

- вспученный перлит («Легкобетонная смесь для изготовления панелей футеровки промышленных печей», А.С. №313807, авторы Шахов И.И. и др.);

- вспученный вермикулит («Бетонная смесь», А.С. №610818, авторы Комохов П.Г. и др.);

- композиция тонкомолотого керамзита, горелоподобного песка и известьсодержащего отхода («Бетонная смесь» А.С. №1255605, авторы Капитонов С.М. и др).

Недостатком использования указанных добавок является их искусственное происхождение, связанное со значительными энергозатратами при их производстве, что негативно сказывается на себестоимости бетонной смеси и изделий на ее основе.

Известен состав бетонной смеси, содержащий в качестве демпфирующей добавки карбонатный шлам - продукт очистки сточных вод, образующихся на металлургических предприятиях в процессе обезжиривания, анодирования и декапирования лакированной алюминиевой ленты, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

цемент 10,0-10,9

щебень 63,6

песок 18,2

карбонатный шлам 0,3-1,2

вода 7,3

(«Бетонная смесь» патент №2177920, авторы Шеина Т.В., Коренькова С.Ф., Евстропов А.А.)

Недостатком этого изобретения является то, что для использования карбонатного шлама в бетонной смеси необходимы дополнительные технологические операции: отстаивание в специальных резервуарах, сгущение на вакуум-фильтрах, приготовление отдельно от минеральной смеси суспензии и тщательного перемешивания карбонатно-водной суспензии с минеральной смесью. Все эти операции связаны с большими технологическими трудностями, а введение в смесь ничтожно малого процента карбонатного шлама (0,3-1,2 мас.%) делает практически невозможной получение бетонной смеси с равномерно распределенной в ее объеме добавки из карбонатного шлама.

Наиболее близким аналогом заявляемой бетонной смеси является бетонная смесь, заявка №95109244, включающая, мас.%: цемента - 14,8-16,7, шлам ТЭС, который является продуктом водоподготовки и водоумягчения, образующийся при очистке сточной воды - 2,1-2,3, кварцевый песок - 22,9-23,2, щебень - 50,0-50,6, воду - остальное.

Задачей заявляемого изобретения является снижение плотности бетона и его себестоимости за счет применения в качестве добавки взамен части кварцевого песка шламовых отходов ТЭС без дополнительной их обработки

Поставленная задача достигается тем, что бетонная смесь, включающая цемент, щебень (заполнитель) песок, демпфирующую добавку и воду, в качестве добавки используются шламовые отходы ТЭС, которые заменяют часть кварцевого (речного) песка. При этом бетонная смесь имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:

цемент	11,2
щебень	63,6
песок	15,2-15,7
шлам ТЭС	2,5-3,0
вода	7,0

В бетонной смеси в качестве высокодисперстной добавки использован шлам ТЭС. Основным отходом ТЭС является шлам (осадок) водоподготовки и водоумягчения, который образуется при очистки подпиточной воды известковым молоком с последующим осаждением извести коагулянтом (чаще других FeSO₄). По техническому составу он представляет собой гомогенную смесь следующих компонентов, мас.%: SiO₂3,78; FeO₃4,62; СаО 47,66; MgO 2,71; SO₃1,37; R₂O - остальное; п.п.п.-39,77. Шлам ТЭС предельно концентрированная суспензия водосодержанием 60-75%. Его отличает большая устойчивость структуры и постоянство состава. Шламы ТЭС входят в особую группу микродисперстных пористых микронаполнителей. Бетон, как и в прототипе, готовится при одинаковом водоцементном отношении (В/Ц=0,62) с добавлением шлама ТЭС от 2,5 до 3,0%, при этом процентное содержание песка снизилось на 3%. Составы бетонной смеси с добавкой шлама ТЭС приведены в таблице 1.

Сравнительные физико-механические характеристики и по прототипу приведены в таблице 2. Критерием оценки качества добавки служили подвижность, расслаиваемость и водоотделение бетонной смеси, а также плотность бетонной смеси. Критерием оценки качества затвердевшего бетона является прочность на сжатие и изгиб. Как показали результаты исследований (таблица 2), шлам ТЭС, используемый в бетонной смеси взамен части речного (кварцевого) песка снижает плотность бетонной смеси, сохраняя остальные характеристики неизмененными.

Таблица 1.
КОМПОНЕНТЫ	СОДЕРЖАНИЕ КОМПОНЕНТОВ В СМЕСИ, МАС.%
КОМПОНЕНТЫ	1	2	3	4	5	б
Цемент	11,2	11,2	11,2	11,2	11,2	11,2
Щебень	63,6	63,6	63,6	63,6	63,6	63,6
Кварцевый песок	18,2	15,7	15,6	15,5	15,2	14.7
Шлам - ТЭС	-	2,5	2,6	2,7	3,0	3,5
Вода	7,0	7,0	7,0	7,0	7,0	7,0

Таблица 2
СОСТАВ	Плотность бетонной смеси, кг/м³	Подвижность бетонной смеси, см	Водоотделение в течение 1,5 часов, мм	Расслаиваемость, см	Предел прочности при сжатии МПа	Прогиб при нагружении 120 МПа, см	Потеря прочности 50 циклов замораживания %
1	2220	3,0	0,3	11,0	16,4	0,64	18,2
2	2105	3,2	0,4	8,8	15,9	0,56	17,5
3	2100	3,09	ОТС	8,8	15,9	0,52	17,4
4	2090	3,08	ОТС	8,7	15,8	0,5	17,0
5	2050	2,95	ОТС	8,1	15,75	0,5	15,2
6	2030	2,9	ОТС	8,0	14,5	0,45	15,0
Средние показатели	2075	3,04	0,08	8,48	15,07	0,45	16,42
Средние показатели прототипа	2145	3,48	0,16	4,1	14,02	0,45	16,72

Оптимальные результаты, отвечающие поставленной задаче, получены на составах 3, 4, 5 (Таблица 1,2). Состав 2, хотя и приводит к некоторому снижению плотности, однако не улучшает, а в некоторых случаях (водоотделение) ухудшает контрольные показатели (состав). Состав 6 приводит к значительному (на 11,6%) по отношению к контрольному снижению прочности.

Из анализа результатов испытаний (Таблица 1, 2) следует, что плотность бетонной смеси с использованием в ее составе шлама ТЭС, снизилось по сравнению с прототипом в 1,033 раза, при этом улучшились показатели по морозостойкости и водоотделению.

Из-за отсутствия дополнительных операций по подготовке шлама ТЭС в качестве добавки в бетонной смеси, а также сокращения расхода кварцевого песка снижается себестоимость продукции.

Claims

Бетонная смесь, включающая цемент, щебень, кварцевый песок, воду и демпфирующую добавку - шлам ТЭС - продукт водоподготовки и водоумягчения, образующийся при очистке подпиточной воды, отличающаяся тем, что она содержит указанный шлам, образующийся при очистке подпиточной воды известковым молоком с последующим осаждением извести коагулянтом, содержащий 60-75% воды, состава, мас.%: SiO₂-3,78; Fe₂O₃-4,62; CaO-47,66; MgO-2,71; SO₃-1,37; п.п.п.-39,77; R₂O - остальное, при следующем соотношении компонентов бетонной смеси, мас.% :

Цемент 11,2 Щебень 63,6 Указанный песок 15,2-15,7 Шлам ТЭС 2,5-3,0 Вода 7,0