RU2813822C1 - Бетонная смесь - Google Patents
Бетонная смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813822C1 RU2813822C1 RU2023118354A RU2023118354A RU2813822C1 RU 2813822 C1 RU2813822 C1 RU 2813822C1 RU 2023118354 A RU2023118354 A RU 2023118354A RU 2023118354 A RU2023118354 A RU 2023118354A RU 2813822 C1 RU2813822 C1 RU 2813822C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burnt
- rock
- concrete
- fly ash
- fine
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 75
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 33
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 24
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 17
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 abstract description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 5
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000011384 asphalt concrete Substances 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002969 artificial stone Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к строительным растворам, используемым при заливке монолитных сооружений, при создании элементов сборных конструкций - дорожных плит, плит перекрытий, фундаментных блоков, свай и других изделий. Техническим результатом является улучшение экологии за счет использования техногенного сырья, снижение расхода портландцемента, обеспечение прочности на сжатие в пределах 40,3-68,5 МПа, прочности при изгибе в пределах 4,8-8,8 МПа и морозостойкости бетона, соответствующего маркам F200, F300, F400, F500, F600. Технический результат достигается тем, что бетонная смесь содержит вяжущее, мелкий заполнитель - отсев дробления горелых пород, крупный заполнитель - щебень из дробленых горелых пород. В качестве вяжущего она содержит, масс. %: активированный продукт 36-38, полученный путем совместного помола до удельной поверхности не менее 350 м2/кг активной минеральной добавки - золы-уноса и/или горелой породы с твердыми щелочесодержащими отходами на основе едкого натра и хлористого натрия в соотношении NaOH:NaCl=1:1,5 и в количестве 5-10% от веса активной минеральной добавки, гипсосодержащий компонент 0,9-2,8, портландцементный клинкер остальное, а мелкий заполнитель дополнительно содержит мелкодисперсную золу-унос и молотую мелкодисперсную горелую породу при следующем соотношении исходных компонентов, масс. %: вяжущее 7,7-11,0, отсев дробления горелых пород 25,5-29,5, щебень из дробленых пород 32,0-36,0, мелкодисперсная зола-унос 12,0-12,8, молотая мелкодисперсная горелая порода 8,1-8,8, вода остальное. 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 5 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к строительным растворам, используемым при заливке монолитных сооружений, при создании элементов сборных конструкций – дорожных плит, плит перекрытий, фундаментных блоков, свай и других изделий.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Термины и определения
Тяжёлые бетоны - группа бетонов с объёмной массой от 2000 до 2500 кг/м3. Вне зависимости от вида и марки тяжёлого бетона, в его состав неизменно входят следующие компоненты:
вяжущий компонент - в его качестве используются различные виды цементов по составу и марочной прочности от М200 до М800 или полимеры. От него зависят конечные прочностные характеристики и время затвердевания искусственного камня.
Крупный заполнитель - придает дополнительную прочность. Один из наиболее распространённых - щебень гранитных пород.
Мелкий заполнитель - его роль состоит в том, чтобы сделать смесь максимально однородной. Чаще всего для растворов используют среднефракционный песок (от 0,14 до 5 мм).
Для улучшения экологии и снижения себестоимости бетона песок и щебень заменяют техногенными отходами металлургического и промышленного производства и угледобычи.
Известен состав бетонной смеси (RU 2288199, МПК C04В 28/04, C04В 111/20, опубл. 27.11.2006) [1], включающий, масс. %: портландцемент 6–12, золу-унос 4–6, отвальный металлургический шлак 35–40, горелые породы терриконов 35–40, вода остальное. Бетонная смесь по прочности на сжатие соответствует классу бетона В20 (26,1МПа), морозостойкость 50 и 300 циклов попеременного замораживания и оттаивания (F50, F300).
Известна бетонная смесь и способ ее приготовления (RU 2439019, МПК C04В 28/00, C04В 5/00, опубл. 10.01.2012) [2], которая содержит, масс. %: цемент 12–17, щебень из дробленого бетонного лома 39–41, песок 35–39, вода 8–9. Прочность бетона 38–40 МПа, данные о морозостойкости бетона отсутствуют.
Известна бетонная смесь (RU 2462425, МПК C04В 18/12, C04В 28/04, опубл. 27.09.2012) [3], в которой расход на 1 м3 составляет, кг: портландцемент 167–256, песчаные фракции дробленой горелой породы 683–508, щебеночные фракции дробленой горелой породы 683–798, вода 315–300. Прочность бетонной смеси 6,0–10,2 МПа, морозостойкость 35, 50, 75 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Недостатком известной бетонной смеси является низкая прочность и морозостойкость.
Известен состав бетонной смеси (RU 2463271, МПК C04В 28/00, опубл. 10.10.2012) [4], содержащая, мас. ч.: цемент 356, зола-унос 89, песок 561, крупный заполнитель 615, асфальтобетонный гранулят (мелкая фракция до 3 мм - 468, асфальтобетонный гранулят (крупная фракция 5–20 мм) 468, вода 180.
Прочность бетона 19,65–32,74 МПа (класс бетона В15, В20, В 25), морозостойкость F50, F75, F100 (циклы). Недостатком известной бетонной смеси являются невысокие показатели физико-механических свойств бетона.
В качестве прототипа выбрана бетонная смесь, наиболее близкая по составу крупного и мелкого наполнителя (Н.И. Буравчук, О.В. Гурьянова. Материалы из горелых пород для бетонной шахтной крепи // Инноватика и экспертиза. 2022. Выпуск 1(33). С. 106–114) [5]. Бетонная смесь по прототипу содержит, масс. кг: цемент 260–450, отсев дробления горелых пород 560–640, щебень из дробленых горелых пород 1210–1320, вода 154–194. В качестве вяжущего использован портландцемент марки 500, ГОСТ 31108-2020. Цементы общестроительные. Технические условия.
Прочность бетона на сжатие составляет18,6–34,0 МПа, прочность при изгибе 2,58–4,62. Сведения о морозостойкости не приведены.
Недостатком известной бетонной смеси является невысокая прочность бетона на сжатие и при изгибе и большой расход цемента (вяжущего).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технической задачей настоящего изобретения является улучшение экологии, уменьшение расхода портландцемента и обеспечение прочности на сжатие, прочности при изгибе и морозостойкости бетона, соответствующего классам тяжелого бетона В30, В35, В45, В50.
Поставленная задача решена с достижением новых технических результатов: улучшение экологии, за счет использования техногенного сырья, снижение расхода портландцемента, обеспечение прочности на сжатие в пределах 40,3 – 68,5 МПа, прочности при изгибе в пределах 4,8 – 8,8 МПа и морозостойкости бетона, соответствующего маркам F200, F300, F400, F500, F600.
Указанные технические результаты достигаются тем, что бетонная смесь, содержит вяжущее и мелкий заполнитель - отсев дробления горелых пород, крупный заполнитель - щебень из дробленых горелых пород.
Согласно изобретения вяжущее содержит, масс. %: активированный продукт 36–38, полученный путем совместного помола до удельной поверхности не менее 350 м2/кг активной минеральной добавки - золы-уноса и/или горелой породы с твердыми щелочесодержащими отходами на основе едкого натра и хлористого натрия в соотношении NaOH:NaCl=1:1,5 и в количестве 5-10% от веса активной минеральной добавки, гипсосодержащий компонент 0,9–2,8, портландцементный клинкер - остальное, а мелкий заполнитель дополнительно содержит мелкодисперсную золу-унос и молотую мелкодисперсную горелую породу при следующем соотношении исходных компонентов, масс. %:
| Вяжущее | 7,7-11,0 |
| Отсев дробления горелых пород | 25,5-29,5 |
| Щебень из дробленых пород | 32,0-36,0 |
| Мелкодисперсная зола-унос | 12,0-12,8 |
| Молотая мелкодисперсная горелая порода | 8,1-8,8 |
| Вода | Остальное |
В предпочтительном варианте выполнения бетонной смеси:
- отсев дробления горелых пород имеет фракцию от 0,16 до 5 мм;
- щебень из дробленых горелых пород имеет фракцию от 5 до 20 мм;
- зола-унос имеет удельную поверхность не менее 350 м2/кг;
- молотая горелая порода имеет удельную поверхность не менее 350 м2/кг.
Указанные технические результаты достигаются качественным и количественным составом бетонной смеси, в которой синергетический эффект совместного действия отдельных компонентов влияет на всю композицию в целом.
Используемый состав активированного композиционного вяжущего известен и ранее разработан авторами настоящего изобретения (RU 2664567, МПК С04В 7/13 С04В 7/52, опубл. 21.08.2018) [6]. Его активность составляет не менее 50 МПа, удельная поверхность не менее 380 м2/кг, что приводит к снижению расхода портландцементного клинкера и повышению прочности вяжущего.
Заполнители создают скелет композиции, состоящей из твердых частиц различной крупности, сформированных в единый конгломерат под действием адсорбционных, физико-химических и химических связей. Формирование структуры бетонной смеси происходит по принципу оптимальных смесей и дисперсного армирования. Зерна самой крупной фракции образуют скелет композиции, пустоты которого заполняют следующие более мелкие фракции, заполняя пустоты между частицами, включая золу-унос и молотую горелую породу. Лещадные и игольчатые зерна дробленой породы в определенном смысле являются элементами короткой арматуры, влияют на прочность сцепления между частицами, способствуя их взаимному физическому переплетению, создавая эффект дисперсного армирования. Формируется каркас бетонной композиции с плотной упаковкой частиц.
Вяжущее и активные компоненты золы-уноса и молотой горелой породы выполняют роль связки на стадии структурообразования при твердении бетонной смеси. Шероховатая поверхность частиц заполнителей из дробленых горелых пород обеспечивает хорошее сцепление их с цементом. Заполнители из горелых пород являются активными компонентами, принимающими участие в твердении бетонной смеси.
Пластифицирующий эффект, связанный с гладкой и шарообразной формой частиц золы, сказывается на реологических свойствах бетонной смеси. Совместное влияние пластифицирующего эффекта золы и упрочняющих факторов взаимодействия компонентов смеси способствуют не только снижению расхода цемента, но и повышению связанности и подвижности, улучшению удобоукладываемости и формуемости бетонной смеси. Поэтому поверхность затвердевшего бетона плотная, ровная, без раковин и любых других дефектов. В данном случае имеет место выраженного синергетического эффекта совместного влияния золы и горелой породы на свойства бетонной смеси.
Положительную роль в формировании структуры и свойств бетонной смеси играет дисперсность золы-уноса и горелой породы. В золах и горелых породах в силу их происхождения содержатся реакционноспособные компоненты, придающие им свойства пуццоланов, что обуславливает их гидравлическую активность.
Результатом проявления пуццолановой активности золы-уноса и горелой породы является связывание активными компонентами свободной извести, образующейся при гидратации цемента, увеличивается количество новообразований. В присутствии активных тонкодисперсных частиц пуццоланового характера усиливается степень гидратации цемента. Такие тонкодисперсные частицы являются центрами кристаллизации, располагающихся в порах цементного камня. На их поверхности выкристаллизовываются гидратные новообразования. В результате увеличивается число контактов между отдельными гидратами. Система приобретает структурную прочность в связи с появлением необратимых фазовых контактов и образованием низкоосновных гидроалюмосиликатов кальция. Продукты твердения заполняют поры и микротрещины, усиливают контактирование частиц, что способствует формированию более плотной и прочной структуры, стойкой к различным внешним воздействиям и перепадам температур. Это положительно сказывается на прочности, морозостойкости и такая смесь продолжает набирать прочность в течение длительного времени.
ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ
Используемые в составе бетонной смеси зола-унос и горелые породы – это алюминий-кремнийсодержащие отходы термического воздействия. Горелые породы образуются при длительном самообжиге угля вмещающих пород, который происходит в терриконах – конусообразных отвалах вблизи угольных шахт при температурах 600‒1000 °С. Зола-унос – это продукт сжигания угля в топках котлов при температурах выше 1000 °С, вплоть до 1700 °С. В таблице 1 приведен химический состав золы-уноса и горелой породы.
Таблица 1. Химический состав используемого техногенного сырья
| Проба | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | K2O + Na2O | P2O5 | п.п.п.♦ |
| Зола-унос | 55,87 | 22,59 | 5,78 | 3,66 | 1,87 | 0,61 | 2,57 | 0,54 | 6,41 |
| Горелая порода | 58,94 | 6,14 | 1,81 | 1,59 | 1,64 | 2,62 | 0,44 | 4,88 |
♦п.п.п. – потери при прокаливании.
Тонкодисперсные золы-уносы и молотая горелая порода в составе бетонной смеси имеют удельную поверхность не менее 300 м2/кг. Шарообразная и гладкая поверхность зерен золы-уноса придает ей в бетонной смеси свойства пластификатора.
Используемый отсев дробления горелых пород по зерновому составу соответствует фракции от 0,16 до 5,0 мм, что соответствует ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия, п. 4.2.10.
Используемый щебень из дробленых горелых пород фракции от 5 до 20 мм соответствует ГОСТ8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия, п. 4.2.2.
Существенная особенность заполнителей из горелых пород – это отсутствие глинистых и илистых частиц. Наличие их в заполнителях из природных пород снижает прочность и морозостойкость бетона. Поверхность частиц заполнителей из горелых пород – отсева дробления и щебня, шероховатая, структура пористая. В зерновом составе заполнителей в допустимых пределах присутствуют лещадные и игольчатые частицы.
Для приготовления используемого вяжущего состава, масс. %: активированный продукт 36–38, гипсосодержащий компонент 0,9–2,8, портландцементный клинкер остальное, предварительно проводят активацию золы-уноса, горелой породы и/или их смеси совместным помолом с твердыми щелочесодержащими отходами на основе едкого натра и хлористого натрия в соотношении NaOH:NaCl = 1:1,5 и в количестве 5-10% от веса активной минеральной добавки с последующим помолом полученного активированного продукта с портландцементным клинкером и гипсосодержащим компонентом - отходами гипсокартона.
Приготовление бетонной смеси и изготовление опытных образцов бетона.
Вяжущее смешивается с золой-уносом и молотой горелой породой, добавляется мелкий и крупный заполнитель, смесь сухих компонентов тщательно перемешивается и затворяется водой. Тщательное перемешивание смеси ведется до равномерного распределения всех ингредиентов в объеме бетонной смеси. Уплотнение полученной бетонной смеси происходит при формовании образцов на лабораторной виброплощадке.
Для испытания прочности на сжатие изготавливались образцы - кубы (длина ребра 100 мм), прочности при изгибе – образцы призмы квадратного сечения размером 100×100×400, на морозостойкость – образцы кубы (длина ребра 100 мм).
Отформованные образцы через сутки распалубливаются и подвергаются твердению по двум вариантам:
– набор прочности в условиях нормального твердения при температуре (20±3)°С и относительной влажности воздуха (95±5)% (ГОСТ 18105-2010 БЕТОНЫ. Правила контроля и оценки прочности);
– набор прочности в условиях тепловлажностной обработки проводится в формах для образцов бетонной смеси с золой-уносом и материалами из горелых пород по режиму: предварительная выдержка образцов 4–5 ч, подъем температуры 3 ч, продолжительность изотермического прогрева 8–10 ч при температуре 90–95 °С, постепенное охлаждение до комнатной температуры.
Испытание бетонных образцов на прочность проведено по ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.
Испытание бетонных образцов на морозостойкость проведено по ГОСТ10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости.
Пример 1
Состав бетонной смеси, масс. %: вяжущее – 11,5; отсев дробления из горелых пород – 24,6; щебень из дробленых горелых пород – 36,5; зола-унос – 12,3; молотая горелая порода – 7,8; вода – 7,3. Прочность бетона на сжатие в проектном возрасте (28 суток нормального твердения) – 42,8 МПа (класс бетона В30), марка по морозостойкости F300.
Пример 2
Состав бетонной смеси, масс. %: вяжущее – 11,0; отсев дробления из горелых пород – 25,5; щебень из дробленых горелых пород – 36,0; зола-унос – 12,0; молотая горелая порода – 8,1; вода – 7,4. Прочность бетона на сжатие в проектном возрасте (28 суток нормального твердения) – 59,4 МПа (класс бетона В45), марка по морозостойкости F500.
Пример 3
Состав бетонной смеси, масс. %: вяжущее – 9,35; отсев дробления из горелых пород – 27,5; щебень из дробленых горелых пород – 34,0; зола-унос – 12,4; молотая горелая порода – 8,45; вода – 8,3. Прочность бетона на сжатие в проектном возрасте (28 суток нормального твердения) – 68,5 МПа (класс бетона В50), марка по морозостойкости F600.
Пример 4
Состав бетонной смеси, масс. %: вяжущее – 7,7; отсев дробления из горелых пород – 29,5; щебень из дробленых горелых пород – 32,0; зола-унос – 12,8; молотая горелая порода – 8,8; вода – 9,2. Прочность бетона на сжатие в проектном возрасте (28 суток нормального твердения) – 46,7 МПа (класс бетона В35), марка по морозостойкости F400.
Пример 5
Состав бетонной смеси, масс. %: вяжущее – 7,5; отсев дробления из горелых пород – 30,0; щебень из дробленых горелых пород – 31,5; зола-унос – 13,2; молотая горелая порода – 9,2; вода – 8,6. Прочность бетона на сжатие в проектном возрасте (28 суток нормального твердения) – 40,3 (класс бетона В30), марка по морозостойкости F200.
Составы заявляемой бетонной смеси приведены в табл. 2
Таблица 2. Составы бетонных смесей, расход материалов, масс. %
| Номер состава | Вяжущее | Отсев дробления горелых пород | Щебень из дробленых горелых пород | Зола-унос | Молотая горелая порода | Вода |
| 1 | 11,5 | 24,6 | 36,5 | 12,3 | 7,8 | 7,3 |
| 2 | 11,0 | 25,5 | 36,0 | 12,0 | 8,1 | 7,4 |
| 3 | 9,35 | 27,5 | 34,0 | 12,4 | 8,45 | 8,3 |
| 4 | 7,7 | 29,5 | 32,0 | 12,8 | 8,8 | 9,2 |
| 5 | 7,5 | 30,0 | 31,5 | 13,2 | 9,2 | 8,6 |
В таблице 3 приведено сравнение физико-механических свойств бетона заявляемых составов бетонной смеси и прототипа.
Таблица 3. Сравнение физико-механических свойств бетона из заявляемых составов бетонной смеси и прототипа
| Номер состава | Прочность, МПа | Морозостойкость, марка |
|||
| Твердение при тепловлажностной обработке | Твердение в нормальных условиях, 28 сут | ||||
| на сжатие | при изгибе | на сжатие | при изгибе | ||
| 1 | 31,5 | 3,4 | 42,8 | 5,3 | F300 |
| 2 | 41,6 | 5,5 | 59,4 | 7,4 | F500 |
| 3 | 49,3 | 6,6 | 68,5 | 8,8 | F600 |
| 4 | 35,7 | 4,2 | 46,7 | 5,6 | F400 |
| 5 | 29,6 | 3,2 | 40,3 | 4,8 | F200 |
| прототип | 14,2-24,4 | 2,43-3,10 | 18,6-34,0 | 2,58-4,62 | Сведений нет |
Высокие физико-механические свойства бетона обусловлены оптимизацией вещественного состава и соотношением компонентов бетонной смеси, в том числе сбалансированным гранулометрическим составом используемых компонентов.
Применение вяжущего указанного состава и тонкодисперсных наполнителей (золы-уноса и горелой породы), а также мелкого и крупного заполнителя из дробленой горелой породы позволяет в полной мере реализовать потенциальные возможности цемента, таким образом, сократить его расход и получить высокопрочный, морозостойкий и экономичный бетон, в том числе и за счет использования заполнителей из техногенного сырья. В данном случае в предлагаемом составе бетонной смеси проявляется эффективность совместного действия отдельных компонентов на всю композицию в целом.
Claims (6)
1. Бетонная смесь, содержащая вяжущее, мелкий заполнитель - отсев дробления горелых пород, крупный заполнитель - щебень из дробленых горелых пород, отличающаяся тем, что в качестве вяжущего она содержит, масс. %: активированный продукт 36-38, полученный путем совместного помола до удельной поверхности не менее 350 м2/кг активной минеральной добавки - золы-уноса и/или горелой породы с твердыми щелочесодержащими отходами на основе едкого натра и хлористого натрия в соотношении NaOH:NaCl=1:1,5 и в количестве 5-10% от веса активной минеральной добавки, гипсосодержащий компонент 0,9–2,8, портландцементный клинкер - остальное, а мелкий заполнитель дополнительно содержит мелкодисперсную золу-унос и молотую мелкодисперсную горелую породу при следующем соотношении исходных компонентов, масс. %:
2. Бетонная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что отсев дробления горелых пород имеет фракцию от 0,16 до 5 мм.
3. Бетонная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что щебень из дробленых горелых пород имеет фракцию от 5 до 20 мм.
4. Бетонная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что зола-унос имеет удельную поверхность не менее 350 м2/кг.
5. Бетонная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что молотая горелая порода имеет удельную поверхность не менее 350 м2/кг.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2813822C1 true RU2813822C1 (ru) | 2024-02-19 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2288199C2 (ru) * | 2004-08-30 | 2006-11-27 | Виталий Петрович Грудинин | Бетонная смесь |
| CN101549976B (zh) * | 2009-05-18 | 2011-09-28 | 中铁隧道集团有限公司 | 一种沉管隧道管段用混凝土配合比 |
| RU2439019C1 (ru) * | 2010-10-22 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Грозненский государственный нефтяной институт имени академика М.Д. Миллионщикова" | Бетонная смесь и способ ее приготовления |
| RU2463271C1 (ru) * | 2011-03-29 | 2012-10-10 | Валерий Леонидович Николаенко | Бетонная смесь |
| RU2664567C1 (ru) * | 2017-09-19 | 2018-08-21 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Способ получения вяжущего для бетонов и строительных растворов |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2288199C2 (ru) * | 2004-08-30 | 2006-11-27 | Виталий Петрович Грудинин | Бетонная смесь |
| CN101549976B (zh) * | 2009-05-18 | 2011-09-28 | 中铁隧道集团有限公司 | 一种沉管隧道管段用混凝土配合比 |
| RU2439019C1 (ru) * | 2010-10-22 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Грозненский государственный нефтяной институт имени академика М.Д. Миллионщикова" | Бетонная смесь и способ ее приготовления |
| RU2463271C1 (ru) * | 2011-03-29 | 2012-10-10 | Валерий Леонидович Николаенко | Бетонная смесь |
| RU2664567C1 (ru) * | 2017-09-19 | 2018-08-21 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Способ получения вяжущего для бетонов и строительных растворов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Н.И. Буравчук, О.В. Гурьянова. Материалы из горелых пород для бетонной шахтной крепи // Инноватика и экспертиза. 2022. Выпуск 1(33), c.106-114. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Galetakis et al. | A review on the utilisation of quarry and ornamental stone industry fine by-products in the construction sector | |
| Amaral et al. | Eco-friendly mortars with addition of ornamental stone waste-A mathematical model approach for granulometric optimization | |
| Gautam et al. | A review on the utilization of ceramic waste in sustainable construction products | |
| Aydin | Novel coal bottom ash waste composites for sustainable construction | |
| Gonzalez-Corominas et al. | Properties of high performance concrete made with recycled fine ceramic and coarse mixed aggregates | |
| Tangchirapat et al. | Influence of rice husk–bark ash on mechanical properties of concrete containing high amount of recycled aggregates | |
| Halicka et al. | Using ceramic sanitary ware waste as concrete aggregate | |
| Mageswari et al. | The use of sheet glass powder as fine aggregate replacement in concrete | |
| AU2007219709B2 (en) | Matrix for masonry elements and method of manufacture thereof | |
| Kesharwani et al. | Experimental study on use of fly ash in concrete | |
| Varma et al. | Additive to Cement–A Pozzolanic Material-Fly Ash | |
| Ojha et al. | Study on effect of fly ash and limestone powder on compressive strength of roller compacted concrete for dam construction | |
| Khalil et al. | Evaluation of sustainable metakaolin-geopolymer concrete with crushed waste clay brick | |
| Savić et al. | Valorization of fly ash from a thermal power plant for producing high-performance self-compacting concrete | |
| RU2813822C1 (ru) | Бетонная смесь | |
| Okwadha | Partial replacement of cement by plant solid waste ash in concrete production | |
| Abdurrahman et al. | Compressive Strength and Optimization of Concrete Produced by Replacing Cement with Coconut Shell Ash (CSA) and Groundnut Shell Ash (GSA) | |
| Anisha et al. | An experimental investigation on effect of fly ash on egg shell concrete | |
| Ahmed et al. | Blended metakaolin and waste clay brick powder as source material in sustainable geopolymer concrete | |
| Sadiah et al. | Investigation on application of fly ash and lime as alternative sustainable construction block material in Inoblock | |
| RU2779824C1 (ru) | Бетонная смесь | |
| Courard et al. | New developments in the recycling of Construction and Demolition Wastes for the concrete industry | |
| Pradeep et al. | EXPERIMENTAL STUDY ON FLEXURAL BEHAVIOUR AND LOAD CARRYING CAPACITY OF LIGHT WEIGHT SELF-COMPACTING CONCRETE WITH WALNUT SHELL AS COARSE AGGREGATE | |
| Trivedi et al. | A study on geo polymer concrete using sugarcane bagasse ash: A Brief Review | |
| Manyara | Structural Performance of Concrete with Waste Glass Enhanced with Wood Ash |