SU1470712A1 - Способ приготовлени шлакобетонной смеси - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов и сборного железобетона. Целью изобретени   вл етс  повышение прочности и морозостойкости бетона. Способ приготовлени  шлакобетонной смеси заключаетс  в том, что предварительно обрабатывают шлаковый заполнитель водным сульфатсодержащим раствором с последующим перемешиванием компонентов, причем в качестве шлакового заполнител  используют закристаллизованный доменный шлак с содержанием стеклофазы 14-33%, а в качестве водного сульфатсодержащего раствора - водный раствор сернокислого травлени  проката стали, в количестве 3-6% от массы заполнител . Кроме того обработку осуществл ют в течение 1,5-5 минут с последующим введением технических лигносульфонатов. Прочность шлакобетонных изделий равна 68,7-72,3 МПа, морозостойкость 750-850 циклов. 1 табл.

Description

1

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов и сборного железобетона и может быть использовано дл  изготовлени  сборных и монолитных конструкций из т желого бетона на шлаковых заполнител х, преимущественно из доменного шлака.

Цель изобретени  - повышение прочности и морозостойкости бетона.

Отработанный сернокислый раствор травлени  проката стали имеет плотность 1,3-1,4 г/смз при концентрации серной кислоты и ее солей 16-23% перед применением разбавл етс  водой ,до концентрации 5,5-9%. Химический состав безводного остатка раствора.

%: серна  кислота 89,94; сульфат железа 5-8; сульфат хрома 0,5-0,8; сульфат никел  0,1-0,3.

Доменный шлак с указанным соотношением стекловидной и кристаллической фаз получают известным способом, например , путем слива огненно-жидкого расплава в траншеи или в отвал сло ми определенной толщины,обеспечивающей постепенное охлаждение без полива водой в течение 10-15 ч.

Особенностью доменного шлака по отношению к серной кислоте и ее сол м указанной концентрации  вл етс  повы- шенна  реакционна  способность его алюмосиликатной стеклофазы при хими4; О

ЧЭ

ческой инертности кристаллической фазы, котора  при предложенном содержании последней (67-86%) представлена преимущественно скелетнь ми формами роста таблитчатых и призматических кристаллов геленита 2CaO Ali03 «SiO, окерманита 2СаО-МоО2SiO, псевдоволластонита СаО и SiO: и ран- кинита 3CaO-2SiO,. В результате избирательной растворимости фаз шпака поверхность зерен заполнител  после взаимодействи  с разбавленным серно- кислотньм раствором приобретает более развитый микрорельефу что  вл етс  как химическим (адгези ), так и физическим (зубь  зацеплени ) факторами увеличени  прочности сцеплени  заполнител  с цементным камнем, Установлё

НО| что при содержании в шлаке стек- лофазы в количествах, отличающихс  от указанных пределов, исчезает эффект усилени  микрорельефа поверхности зерен заполнител : при содержании стекла менее 14% вследствие сни- жени  общей реакционной способности шлака, а при содержании более 33% вследствие преимущественной растворимости стеклофазы, обуславливающей образование поверхности с плавным (волнообразным) изменением рельефа.

В результате взаимодействи  сернокислотного раствора со шпаком образуютс  гель кремнекислоты, а также сульфат, кальци . Установлено, что эти продукты реакции, имеющие коллоидное состо ние, модифицируют поверхностно-активную добавку, т.ое. усиливают ее пластифицирующий эффект . При этом важное значение дл  усилени  пластификации смеси в предлагаемом способе имеет введение добавки , в частности лигносульфонатов технических типа ЛСТ или ЛСТМ (быв. СДБ), на первой стадии приготовлени  смеси, т.е. в заполнитель, до подачи цемента. В этом случае модифицированна  коллоидными продуктами реакции добавка ПАВ в большей степени адсорбируетс  на микропористой поверхности шпакового заполнител , а не на цементе и пластифицирует смесь.

Присутствующие в отработанном растворе соли - сернокислое железо, сернокислый хром и др., образующиес  в результате травлени  металла, оказывают положительное вли ние на прочность и морозостойкость бетона, как

, «с 20

30

25

добавки, ускор ющие гидратацию цемента и уплотн ющие структуру цементного камн .

Эффективность активации шлакового заполнител  и образовани  микрорельефа его поверхности зависит от концентрации отработанного сернокислотного раствора, а также от его количе- 10 ства в шлаке. Оптимальными  вл ютс  концентрации раствора 5,5-9%, что соответствует значению водородного показател  раствора рН в пределах 4,5- 5,8, при дозировке 3-6% от массы крупного шлакового заполнител . Данные концентрации раствора и его содержани  в заполнителе соответствуют увлажнению последнего до влажности 2р8-5,8% по массе,при ;которсй дости- ,гаетс  наиболее равномерное смачивание всей поверхности заполнител .При меньших значепи к концентрации раствора вли ние его на изменение рельефа поверхности зерен шлака незначительное , а при больших значени х происходит спад прочности бетона вследствие ухудшени  условий гидратации цемента и кристаллизации новообразовани  ,

П р им ер. Готов т шлакобетонную смесь на щебне из доменного шпака фр. 5-10 и 10-20 мм, шлаковом паске фр , 5 мм и шлакопортландцементе М 300 с применением пластифицирующей добавки в вида технических лигносульфонатов ЛСТ (быв. СДБ)..Закристалли- зованньй мадланным охлаждением по определенному ре симу шпак ийеет со- Держание стекловидной и кристалличес- ;кой фаз соотватственно 14-33 и 67- 86%. Химичаский состав шлака, %: SiOj 38,5} Al-iO.j 13,55; FeO+Fe ffl 1,56, СаО 40,31i MgO 5,12, MnO 0,31, ЗОз 0,43; п.п.п. 0,27.

Состав смеси, шлакопорт- ландцемент М 300-500, шлаковый пасок 600, пшаковый щебень фр. 5-10 мм 400; шлаковый щебень фр. 10-20 мм добавка ЛСТ 1 (0,2% к масса цемента) в .вода 170.

Шлаковьй щебань фр. 5-10 и 10- 20 мм предварительно обрабатывают в бетоносмесителе роторного типа 5,5- 9%-ным отра ботанным водным раствором сернокислотного травлени  стального 5 проката, вз том в количестве 3-6% от массы щебн , в течание 1,5-5 мин. Затем в смеситель ввод т пластифицирующую добавку ЛСТ и паремешивают с

крупным заполнителем в тачание 2035

4С

45

0

30 с, после чего ввод т шлаковый песок , цемент и воду затворени  и осуществл ют окончательное перемешивани в течение 60-120 с, т.е. примен ют общеприн тую длительность перемешивани  компонентов.

После приготовлени  смеси определ ют показатель ее удобоукладываемо- сти - жесткость.

Из смеси формуют образцы ЮхЮх х10 см дл  определени  прочности на сжатие и морозостойкости бетона и 10x10x40 см - прочности на раст жение при изгибе. Образцы пропаривают при 100°С по режиму 3+8+3 ч и испытывают в возрасте 28 сут.

Одновременно готов т шлакобетонную смесь аналогичного состава известным способом. Дл  этого шлаковый щебень фр,5-10 и 10-20 мм в одном замесе обрабатывают водным раствором сол ной кислоты концентрации 2 К х10 2 моль/л или 0,07, а в другом - 10%-ным водным раствором хлорида алюмини . Кроме того, дл  сравнени  готов т смеси согласно предлагаемому способу, йо с введением добавки ЛСТ вместе с цементом и водой затворени  а также с введением вместо отработанного раствора травлени  металла водного раствора серной кислоты эквивалентной концентрации (по содержанию сульфат-иона), Дл  сравнени  готов т также смеси с параметрами обработки крупного шлакового заполнител  (содержание стеклофазы, концентрации раствора, врем  обработки), выход щими за за вленные границы.

1470712

Параметры приготовлени  смеси и результаты испытаний приведены в таб - лице,I

Как видно из таблицы, приготовление шлакобетонной смеси по предлагаемому способу позвол ет повысить- ее удобоукладываемость, прочность и| морозостойкость бетона без изменё 1  его средней плотности. Предлагаемый способ позвол ет осуществить эффективное комплексное использование попутных продуктов предпри тий черной металлургии - шпаков и отработанных растворов травлени  стального проката .

Claims (1)

1. Замена известного способа предлагаемым позволит получить экономической эффект за счет снижени  расхода цемента дл  получени  заданной прочности , а также за счет повьпиени  долговечности изделий и. конструкций, Формула изобретени 

   Способ приготовлени  шлакобетон- ной смеси, включающий предварительную обработку шлакового заполнител  водным сульфатсодержащим раствором, с последующим перемешиванием компонен

   тов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  прочности и морозостойкости бетона, в качестве шлакового заполнител  используют закристаллизованный доменный шлак с содержанием стеклофазы 14-33%, а в качестве водного .сульфатсодержащего раствора - водный раствор сернокислого травлени  проката стали в количестве 3-6% от массы заполнител , причем обработку осуществл ют в течение 1,5-5 мин, с последующим введением технических лигносульфонатов.

   Введение ЛСТ с цементом и водой затворени ,