RU2377213C1 - Строительная смесь и способ получения бетона - Google Patents

Строительная смесь и способ получения бетона Download PDF

Info

Publication number
RU2377213C1
RU2377213C1 RU2008127855A RU2008127855A RU2377213C1 RU 2377213 C1 RU2377213 C1 RU 2377213C1 RU 2008127855 A RU2008127855 A RU 2008127855A RU 2008127855 A RU2008127855 A RU 2008127855A RU 2377213 C1 RU2377213 C1 RU 2377213C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
concrete
building
mixture
gypsum
Prior art date
Application number
RU2008127855A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Прокопьевич Коробейников (RU)
Анатолий Прокопьевич Коробейников
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
Priority to RU2008127855A priority Critical patent/RU2377213C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2377213C1 publication Critical patent/RU2377213C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/08—Slag cements
    • C04B28/085—Slags from the production of specific alloys, e.g. ferrochrome slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00637—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as glue or binder for uniting building or structural materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
    • C04B2111/1037—Cement free compositions, e.g. hydraulically hardening mixtures based on waste materials, not containing cement as such
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/29—Frost-thaw resistance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составу бесцементной строительной смеси и способу получения из нее бетонов и железобетонных изделий. Строительная смесь содержит, мас.%: шлаковый заполнитель - дробленый доменный шлак крупностью не менее 15 мм 46,7-47,4, активизатор твердения - песок горный, содержащий 10-20% минералов гранатов 11-15, регулятор твердения - гипс двуводный 4-5, комплексную добавку «Реламикс. Тип 2» 0,3-0,6, шлаковое вяжущее - шлак от выплавки электротермического ферроалюминия - остальное. Способ получения бетона из указанной строительной смеси включает затворение, перемешивание, измельчение строительной смеси в литейных бегунах до получения жидкоподвижной массы, заливку ее в формы и отверждение. Технический результат - повышение прочности, морозостойкости бетона, получаемого из предлагаемой строительной смеси, в результате оптимизации ее состава и достижения необходимой тонкости помола, гранулометрического состава и необходимой максимальной гидравлической активности компонентов. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесцементной бетонной смеси и способу ее получения, которая может быть использована в производстве бетонных и железобетонных изделий.
Известна бетонная смесь [1], содержащая вяжущее, заполнители, суперпластификатор С-3, грунт естественной влажности, кремний-органическую жидкость ГКЖ-94. Недостаток этой смеси заключается в низком качестве бетона, использовании дорогого и дефицитного вяжущего.
Известна сырьевая смесь для изготовления шлакобетона, содержащая, мас.%: заполнитель из дробленного доменного шлака с крупностью зерен менее 10 мм 56-69, молотый гранулированный доменный шлак (шлаковое вяжущее) 14-22, гипс 0,8-2,2 и добавку сульфитно-дрожжевую бражку 0,04-0,12 [2].
Недостаток этих составов заключается в низком качестве бетонов, недостаточной прочности на сжатие и изгиб, низкой морозостойкости.
Известно, что при длительном хранении вяжущего снижается его вяжущие свойство во времени. При хранении малоклинкерного вяжущего в течение 60 суток марка его снижается от М400 до М250 за счет слеживания, окомкования и набора влаги из атмосферы. Применение различных добавок [3] для повышения качества бетона из лежалого вяжущего после длительного хранения не дает положительного результата. Применение строительной смеси с вяжущим требует обязательной сушки заполнителей, что значительно усложняет процесс и удорожает производство бетона.
Наиболее близким является способ [4], в котором ведут приготовление бетона из смеси воды, вяжущего и заполнителей путем совместного их перемешивания в бетоносмесителе. Этот способ не позволяет измельчать заполнители бетона, не достигается активация поверхности заполнителя и вяжущего, не достигается необходимая удельная поверхность компонентов строительной смеси, в частности вяжущего и заполнителей.
Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении прочности, морозостойкости бетона на основе вяжущего, недефицитных отходов металлургической промышленности, доменного шлака, шлака от выплавки электротермического ферроалюминия [5 стр. 518-519] и гипса двуводного.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении прочности и морозостойкости бетона, полученного из предлагаемой смеси при одновременном затворении, перемешивании и измельчении на литейных бегунах. В результате оптимизации состава смеси и ее обработки на бегунах достигается необходимая тонкость помола, гранулометрический состав и необходимая максимальная гидравлическая активность компонентов.
Для достижения указанного технического результата строительная смесь, включающая шлаковое вяжущее, шлаковый заполнитель, регулятор твердения - гипс и добавку, отличается тем, что содержит в качестве шлакового вяжущего - шлак от выплавки электротермического ферроалюминия, в качестве шлакового заполнителя - дробленный доменный шлак крупностью не менее 15 мм, в качестве добавки - комплексную добавку «Реламикс. Тип 2», в качестве гипса - гипс двуводный и дополнительно в качестве активизатора твердения песок горный дробленый крупностью 0,16-1,0 мм, содержащий 10-20% минералов гранатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
«Реламикс. Тип 2» 0,3-0,6
указанный песок 11-15
указанный доменный шлак 46,7-47,4
гипс двуводный 4-5
шлак от выплавки электротермического ферроалюминия остальное.
Указанный технический результат достигается также тем, что в способе получения бетона из строительной смеси осуществляют затворение, перемешивание, измельчение строительной смеси в литейных бегунах до получения жидкоподвижной массы и дальнейшую заливку ее в формы и отверждение. Процесс проводят в литейных бегунах, описанных в ссылке [6] на страницах 326-331.
В предлагаемом способе осуществляется одновременно процесс затворения, перемешивания и измельчения крупных частиц, в частности шлака от электротермической выплавки ферроалюминия. Одновременное измельчение и затворение увеличивает химическую активность смеси и соответственно бетона. При измельчении шлаков наблюдается повышение температуры частиц, что дополнительно способствует росту скорости гидратации и твердения бетона.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что минеральный состав клинкерного цемента, доменного шлака, шлака от выплавки ферроалюминия электротермическим способом имеют одинаковые химические соединения: силикаты кальция (nCaO·SiO2), алюминаты кальция (nCaO·Al2O3), ферраты кальция (nCaO·Fe2O3), алюмосиликаты кальция (nCaO·Al2O3·SiO2), сульфоалюмосиликаты кальция (nCaO·Al2O3·SiO2·CaSO4). Соединения указанных веществ содержат ионы магния, железа, марганца, никеля, кобальта. Эти вещества обладают вяжущими свойствами, что позволяет заменить цемент в бетоне указанными шлаками. Водная обработка смеси компонентов в бегунах обеспечивает получение бетонов любых марок в зависимости от состава строительной смеси.
Горный песок представляет собой отход обогащения железных руд. Крупность его в отвалах изменяется от 0,074 до 3 мм. Для опытов отбиралась фракция 0,16-1,0 мм. Химический состав, мас.%: SiO2 34,1-39,9; Al2O3+TiO2 9,8-11,0; FeO+Fe2O3 12,8-26,1; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; P2O5 0,5-0,6; SO3 1,7-3,2; Na2O+K2O 1,3-3,2; п.п.п. 8,5-15,0. Горный песок обладает вяжущими свойствами. Содержащиеся в нем гранаты являются сложными алюмосиликатами. Поэтому горный песок используется в предлагаемом составе в качестве заполнителя бетона, вяжущего материала и активизатора твердения.
«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.
Химический состав доменного шлака представлен в таблице 1, крупность его 0-15 мм, содержание фракции 0,5-15 мм составляет 90% по массе. Доменный шлак применяется в качестве заполнителя бетона и одновременно обладает вяжущими свойствами, так как содержит в своем составе вяжущие химические вещества, силикаты и алюминаты кальция, магния, бария, железа, марганца. Наличие вяжущих свойств у доменного шлака и песка способствует повышению прочности и плотности бетона.
Химический состав шлака от выплавки ферроалюминия представлен в таблице 1. Минералогический состав по данным рентгенофазового анализа представлен алюминатами и силикатами кальция и железа. Физическое состояние - белый порошок крупностью 0-30 мм, по данным ситового анализа содержание мелкой фракции (менее 0,5 мм) составляет 49,7%.
Figure 00000001
Шлак от выплавки ферроалюминия является более хрупким материалом и подвержен более мелкому измельчению при размоле, чем доменный шлак. В начальный период затворения преимущественно гидратируются мелкие частицы, далее в реакцию вступают более крупные частицы доменного шлака. В результате двустадийной гидратации наблюдается увеличение прочности и плотности бетона. Перечисленные факторы получения бесцементного бетона позволяют максимально использовать вяжущие свойства компонентов бетона.
Для получения предлагаемого бетона применяли гипс двуводный, доменный шлак гранулированный крупностью не менее 15 мм О.А.О. «Кузнецкий металлургический комбинат», шлак от выплавки ферроалюминия электротермическим способом 0,16-30 мм (г.Челябинск), песок горный с отвалов ОАО «Кузнецкий металлургический комбинат», комплексная добавка «Реламикс. Тип 2».
Пример приготовления бетона. Строительные смеси обрабатывали в лабораторной установке, имитирующей промышленные бегуны, описанные в [6] на страницах 3256-331. Опустили катки на дно бегунов, включили бегуны, засыпали доменный шлак в бегуны. Через 5 минут загрузили в бегуны горный песрк и шлак от выплавки ферроалюминия. Обрабатывали смесь в бегунах 10 минут. Далее залили воду в количестве 20 литров. Отдельно приготовили раствор комплексной добавки «Реламикс. Тип 2» и залили в бегуны. Воду дополнительно дозировали до состояния жидкоподвижной массы.
Обрабатывали бетонную массу в лабораторных бегунах, после подачи воды и добавки перемешивали массу в течение 15 минут. Далее бетонную смесь уложили в формы, подвергали вибрированию и отверждению.
Составы бетонных смесей приведены в таблице 2.
Figure 00000002
Из полученных бетонов изготавливали образцы - балочки размером 4×4×16 см с уплотнением на стандартной виброплощадке в течение 3 минут. Твердение образцов осуществляли в нормальных условиях в гидравлической ванне при комнатной температуре 23-25°С. Испытание образцов проводили в возрасте 28 суток по стандартной методике и ГОСТам. Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Бетон пропаривать не рекомендуется.
Производство предлагаемого бесцементного бетона позволяет утилизировать доменный шлак текущего производства и лежалый шлак ОАО «Кузнецкий металлургический комбинат», гипс двуводный ОАО «Абагурская агломерационная фабрика» и создать базу для производства дешевых бетонов. Предлагаемая строительная смесь и способ получения бетона позволят использовать сырье природной влажности без применения операций сушки, и изготавливать бетоны на строительных объектах.
Источники информации
1. Патент РФ 2269499, 2004.
2. SU 1271846, 23.11.1986 (прототип).
3. Волженский П.Н., Стамбулко В.И., Ферронская А.В. Гипсоцементопуццолановые вяжущие, бетоны и изделия. // М., изд-во по строительству. 1971, с.283.
4. Политехнический словарь. // М., «Советская энциклопедия». 1976, с.52.
5. Гасик М.И., Лякишев Н.П., Емлин Б.И. Теория и технология производства ферросплавов. // М., «Металлургия» 1988 - с.518-519.
6. Аксенов П.Н. Оборудование литейных цехов. // М., «Машиностроение». 1977, с.326-331

Claims (2)

1. Строительная смесь, включающая шлаковое вяжущее, шлаковый заполнитель, регулятор твердения - гипс и добавку, отличающаяся тем, что содержит в качестве шлакового вяжущего шлак от выплавки электротермического ферроалюминия, в качестве шлакового заполнителя - дробленый доменный шлак крупностью не менее 15 мм, в качестве добавки - комплексную добавку «Реламикс. Тип 2», в качестве гипса - гипс двуводный и дополнительно в качестве активизатора твердения песок горный, содержащий 10-20% минералов гранатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
«Реламикс. Тип 2» 0,3-0,6 указанный песок 11-15 указанный доменный шлак 46,7-47,4 гипс двуводный 4-5 шлак от выплавки электротермического ферроалюминия остальное
2. Способ получения бетона из строительной смеси по п.1, включающий затворение, перемешивание, измельчение строительной смеси в литейных бегунах до получения жидкоподвижной массы, заливку ее в формы и отверждение.
RU2008127855A 2008-07-08 2008-07-08 Строительная смесь и способ получения бетона RU2377213C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008127855A RU2377213C1 (ru) 2008-07-08 2008-07-08 Строительная смесь и способ получения бетона

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008127855A RU2377213C1 (ru) 2008-07-08 2008-07-08 Строительная смесь и способ получения бетона

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2377213C1 true RU2377213C1 (ru) 2009-12-27

Family

ID=41642960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008127855A RU2377213C1 (ru) 2008-07-08 2008-07-08 Строительная смесь и способ получения бетона

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2377213C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494990C2 (ru) * 2011-08-23 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" Строительная смесь для изготовления кровельного листа и способ изготовления кровельного листа

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494990C2 (ru) * 2011-08-23 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" Строительная смесь для изготовления кровельного листа и способ изготовления кровельного листа

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mallikarjuna Rao et al. Final setting time and compressive strength of fly ash and GGBS-based geopolymer paste and mortar
Pang et al. Utilization of carbonated and granulated steel slag aggregate in concrete
CN110218051A (zh) 一种高强轻集料混凝土及其制备工艺
JP4558281B2 (ja) 固化体製造方法
US8882906B2 (en) Method for recycling waste water from a stainless steel slag treatment process
CN108558303A (zh) 一种再生混凝土块材及其生产方法
WO2008013694A2 (en) Slag concrete manufactured aggregate
CN105314955B (zh) 一种矿山充填料
CN107365094B (zh) 一种矿山填充浆料的制备方法
CN107879681A (zh) 一种混凝土浆料、碱激发轻质橡胶再生混凝土及其制备方法
Martins et al. Influence of a LAS-based modifying admixture on cement-based composites containing steel slag powder
Bhavsar et al. Workability properties of geopolymer concrete using accelerator and silica fume as an admixture
RU2378214C1 (ru) Сырьевая смесь и способ изготовления из нее бетона
CN108383457A (zh) 一种高强度重矿渣透水混凝土及其制备方法
RU2377213C1 (ru) Строительная смесь и способ получения бетона
EP2085366A2 (en) Method for producing hydraulic binding agent in a form of activated fly ash, activated fly ash, hydraulic binding agent, sulfur or cement concrete, mineral-asphalt mixture and application of the activated fly ash
KR20100105810A (ko) 자연토를 이용한 흙벽돌 제조방법
JP6642506B2 (ja) 固化体の製造方法
RU2377212C1 (ru) Строительная смесь и способ получения из нее бетона
Okoya Investigation into the Cementitious Properties of a Mixture of Rice Husks Ash with Building Lime
JPH11319894A (ja) 汚泥の固化材、それを用いた成形体、及びその固化方法
RU2488570C1 (ru) Способ получения сухой строительной смеси для производства пенобетона и ее состав
CN112429993A (zh) 一种钢渣透水混凝土及其制备工艺
RU2413691C1 (ru) Сырьевая смесь и способ изготовления стеновых и строительных камней
Dvorkin et al. Cement–ash concrete with the addition of lime kiln dust

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100709