Способ приготовления бетонной смеси

 

Сущность изобретения: сухой щелочной компонент смешивают со шламом гальванического производства состава, %: Сг(ОН)з 1,3-6,5; Си(ОН)2 0,94-4,7; М(ОН)з 2-10; Zn(OH)a 0,1-0,5; Са(ОН)2 11-55 и НаО остальное , затем смешивают с заполнителем с последующим введением молотого граншлака и затворяют водой при соотношении щелочной компонент, шлам и шлак (на сухое) (0,1- 0,2):(0,05-0,01):1. Характеристики способа: жизнеспособность смеси - через 1 ч 30 мин, жесткость 20-55 с, прочность 25-84,2 МПа, стойкость под струей воды 4 м/с до разрушения верхнего слоя бетона 145-290 сут. 3 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 04 В 28/08

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (л)

I Q) 0ф (лЭ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4868064/33 (22) 21.09.90 (46) 07.06,92, Бюл. ¹ 21 (71) Киевский инженерно-строительный институт (72) П.В.Кривенко, Ю.И.Самойленко, B.À.Âåëè÷êo, Ж.В.Скурчинская, О.Н.Петропавловский, Л.В.Лавриненко, П.B.Ãoìåíþê, Н.С.Игнатюк и А.С,Сорока (53) 666.972(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1357383, кл, С 04 В 7/153, 1986, Авторское свидетельство СССР

¹ 557711445500, кл. С 04 В 28/08, 1976. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при получении бетонов на основе шлакощелочных вяжущих.

Цель изобретения — повышение жизнеспособности и стойкости к водоразмыву.

Пример осуществления изобретения.

Химизм процесса твердения бетонной смеси по предлагаемому способу, обеспечивающему получение бетона с повышенными показателями жизнеспособности и водораэмываемости, состоит в следующем.

При предварительном смешивании щелочного компонента со шлаком гальванического производства в предлагаемых соотношениях, содержащего лимитированное указанными пределами количество шлама и воды, происходят катионообменные реакции, в результате которых повышается

БЫ, 1738783 А1 (57) Сущность изобретения: сухой щелочной компонент смешивают со шламом гальванического производства состава, jo. Сг(ОН)з

1,3-6,5; Сы(ОН)2 0,94-4,7; М!(ОН)з 2-10;

Zn(OH)z 0,1-0,5; Са(ОН)г 11-55 и Н20 остальное, затем смешивают с заполнителем с последующим введением молотого граншлака и затворяют водой при соотношении щелочной компонент, шлам и шлак (на сухое) (0,10,2):(0,05-0,01):1. Характеристики способа: жизнеспособность смеси — через 1 ч 30 мин, жесткость 20-55 с, прочность 25-84,2 МПа, стойкость под струей воды 4 м/с до разрушения верхнего слоя бетона 145-290 сут, 3 табл. пластичность бетонной смеси, а на завершающем этапе твердения бетона интенсифицируется формирование преимущественно щелочных водонерастворимых новообразований, уплотняющих структуру бетона, В частности, данные комплексных физико-химических методов исследований показали, что при совместном помоле щелочного компонента с гальваническим шламом присутствующие в его составе гидроксид железа (РеО Н) и хрома

С (ОН)г в избытке щелочи остаются в виде гидрооксидов, а затем в процессе эатворения бетонной смеси водой подвергаются гидролизу по реакциям Me(OH) 2+ НгОмМе(ОН)э+ Н, в результате железо и хром переходят в трехвалентную форму и могут выполнять роль амфотерных гидроксидов аналогично

А!(ОН)з, что способствует интенсификации процесса образования щелочных водостой1738783

Сг(ОН)з Со(ОН)2 М (ОН)з Zn(0 H)z Ca(0 H)z

Н20

Основные гидроксиды

Содержание, мас. %

1,3 094

0,1

2,0

11,66

84,0 кнx,"новообразований, уплотняющих структуру бетона и приводящих к надежному связыванию легкорастворимых щелочей, что повышает степень неразмываемости бетона.

Кроме того, в присутствии щелочных соединений, также входящих в состав гальванического шлама, для меди характерна способность к комплексообразованию. В силу этого при смешении шлама с щелочным компонентом высокой концентрации происходит его связывание в комплексную соль Naz(Cu(OH)4), которая является нестойкой и при затворении водой разлагается по реакции Naz(Cu(OH)4) Cu(OH)2+ NaÎH, высвобождающаяся щелочь пластифицирует бетонную смесь и интенсифицирует процессы твердения, а оксид меди препятствует появлению свободной извести в системе, препятствуя деформациям и уплотняя структуру искусственного камня за счет ча4+ стичного замещения Si в структурных пустотах, Никель, присутствующий в составе гальванического шлама, также склонен к ком пле ксообра зов ан иlo, и ри этом может входить как в состав аниона, так и в состав катиона, тем самым в зависимости от кислотно-основного равновесия в системе на отдельных этапах приготовления бетонной смеси регулирует его и препятствует миграции свободной щелочи на поверхность, что

В качестве щелочного компонента используют кальцинированную соду по

ГОСТ 5100-85Е и метасиликат натрия по

ГОСТ 13079-81. В качестве заполнителей— песок кварцевый с М = 1,41 и щебень гранитный фракций 5-20 мм.

Процесс приготовления бетонной смеси осуществляют путем смешивания на первой стадии сухого щелочного компонента (соды или метасиликата натрия) и шлама, на второй стадии в усредненную смесь вводят воду в количестве, необходимом для получения формовочной смеси (жесткость 5-10 с), Изготовление образцов бетона для проведения испытаний осуществляют в соответствии с требованиями РСТ 5025-83 и ТУ

67-1020-89. Определение жизнеспособности бетонной смеси осуществляют по времени сохранения начальной жесткости бетонной смеси, определяемой по ГОСТ

10181.0-81 — ГОСТ 10181.481. Испытания на водоразмываемость осуществляют путем

30 повышает неразмываемость поверхности бетона.

В качестве сырьевых компонентов используют доменные электротермофосфорные, сталелитейные гранулированные шлаки следующего химического состава, мас.%: SiOz 35,65-60,0; AlzOa 6,1-6,8; Fe203

2,25-7,5; СаО 12,0-47,7; MgO 2,9-9,2; ЯОз до

2,5; МпО 1,5-4,5; ппп до 1,4, а также шламы гальванических производств, образующиеся при электрохимическом производстве (хромировании, меднении, никелировании) в результате осаждения соответствующих металлов на поверхности изделий при электролизе, Химический состав гальванических шламов представлен следующими соединениями, мас.%: Сг(ОН)з 1,3-6,5; Cu(OH)z 0,944,7, Ni(OH)a 2,0-10,0; Zn(ÎH)2 0,1-0,5; Са(0 Н)2

11,0-55,0; Н20 20,0-85,0.

В качестве щелочного компонента используют кальцинированную соду или метасиликат натрия в виде сухой соли.

В качестве сырьевых компонентов бетонных смесей в примерах используют доменные гранулированные шлаки

Запорожского металлургического комбината и ваграночный шлак Киевского станкостроительного завода, химический состав которых приведен в табл. 1.

Химический состав гальванического шлама Киевского мотозавода: определения времени стойкости бетона под струей воды при скорости потока струи 4 м/с. Испытанию подвергают образцы бетона после пропаривания.

Составы бетонных смесей приведены в табл, 2, Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Формула изобретения

Способ приготовления бетонной смеси путем смешения сухого щелочного компонента с заполнителем с последующим введением молотого граншлака и затворения водой, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения жизнеспособности и стойкости к водоразмыву, предварительно сухой щелочной компонент смешивают со шламом гальванического производства состава, мас,%: Сг(ОН)з 1,36,5; Cu(OH/ 0,94-4,7; М!(ОН)з 2-10; Zn(OH)z

0,1-0,5; Ca(OH)2 11-55 и Н20 остальное при соотношении их и шлака (соответственно) (на сухое) (0,1-0,2):(0,05-0,1):1.

1738783

Таблица2

Состав щебень мет*силипесок гальванический шлам Киевского мотозавода сода кальцинироваиная кат натрия

22,3

23,2

23,2

22,8 23,8

24,8

23,2

24,2

25,2

2,24

2,32

2,42

1,6

1,6.

1,74

1,2

1;2

2,32

2,42

1,6

1,6

1,74

1,2

1,2

1,28

22,3

2>,2

24,2

22,8

23,8

24,8

23,2

2>,2

22,3

23,2

24,2

22,8

23,8

24,8

23,2

25,2

24,2

2,24

2,32

2,442

1,6

1,6

1,74

1,2

1, 28

2,24

2,32

2,42

1,6

1,6

1,74

1,2

1,2

1,28

22,3

23,2

24,2

22,8

23,8

24,8

23,2

24,2

25,2

Для обоснования соотношения

2.10

3,2

1,0

3,50

13,4

13,4

13,4

13,4

13,4

l3,4

37

38

39

41

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

20,7

21,5

25,4

23,2

23,4

0,3-0,1:1

0,2:0,15:1

0,1:0,04:1

0,1-.0,15:1

С,2:0,04:1

0,08:0,05:!

1,0

25,6

1,3

57,6 13,4

0 ° 08:0,1:1

0,06:1

2,0 2,4 дрототип

24,6

1,6

40,0

31,0

27.4 а

Соотношение щелочном компонент:шлак.

30

>

5

7

9

11

12

13

14

l6

l7

18

19

2и

21

22

23

24

26

27

28

29

3l

32

33

34

Содержание конпонентов, мас.8 шлак домен- шлак загрэный ночный

4,46

3,48

2,442

4.6

3,6

2,48

4.6

3,6

2,52

4,46

3,48

2,42

4,6 3,6

2,ч8

4,6

3,6

2,52

4,46

3,48

2,42

4,6

3,6

2,48

4,6

2,52

3,6

4,46

3,48

2,42

4,6

3,6

2,48

4,6

3,6

2,52 оптимальности

6,21

4,3

2,60

2,3

4,6

2,1

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57.6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57.6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57.

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

57,6

13,4

13,4

13,36

13,4

13,4

13,38 !

3,4

l 3;4

13,4

13,4

13,4

13,36

13,4

13,4

13,38

13,4

13,4

13,4

13,4

13,4

13,36

13,44

13,4

13,38

13,4

1j,4

13,4 !

3,4

13,38

l3,4

13,4

13,4

13,4

13,4

13,4

13,38

Таблица 1

Соотновение алан: щелочном компонент: шлак

0,2:9,1:1

0,15:0,1:1

0,1:О ° 1:1

0,2:0,07;1

0,15:0,07:1

0 1:0,07:1

0,62т0,05:1

0,15:0,05:1

0,5:0.05:1

0,2:0,1:1

0,15:0,1:1

0,1:0,1:1

0,2, 0,07:1

0,15:0,07:1

0,1:0,07:1

0,2:0,05:1

0,15:0,05:1

0,1:0,05:1

0,2:0,1:1

0,15:Оьl:1

0,1:0,01:1

0,2:0,07:1

0,15:0,07:1

0,1:0,07:1

0,2:0,05:1

0,1:0,05;1

0,15:0,05:1

0,2:0,1:1

0,15:0,1:1

0,1 01:1

0,2:0.07:1

0,15:0,07:1

0,1:0,07:1

О ° 2:0,05:1

0,15:0,05:1

0,1:0,05:1

1738783 та блица 3

Свойства шлакощелочных бетонов

Стойкость бетонного камня под струйкой

ВОды дО раз рушения верхнего слоя, сут

Жесткость бетонной смеси, с,. через

Предел прочности при сжатии образцов кубов 10 10 10 см в возрасте 1 сут после

TBG, МПа

Состав время, ч-мин

1-30

0-30

1-00 свежеизготовленной тимальности соотношения

37

38

39

4!

42

6,0

7,5

6,0

9,5

6,5

13,!

14,2

15,0

20,0 IS,0

20,5

14,0

20,0

30,0

20,0

30,0

18,0

45,0

18,0

30,0

4l,0

30,0

38,2

30,0

43,0

75,0

30,1

50, I

180

Прототип

40,0

44

120

Схватывание

5,0

35,0

Составитель Т, Сильченкова

Редактор Е. Хорина Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Заказ 1974 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6.

8

9. !

11

12

13

14

io

17

18

19

21

22

23

24

2ь

27

28

29

3I

32

33 т4

- 35

35,2

38.5

40,0

30,0

32,4

34,0

27,5

28.5

30,0

41,8

45,0

47,2

36,0

37,2

38,5

35,2

37,0

38,5

86,4

87,3

90,3

80,7

83,4

84,2

75,0

80,0

78,ч

62,4

65,3

70,1

52,4

55,0

56,0

25,0

36,0

41,8

5,5

6,0

7,0

6,0

6,5

7,0

5,0

6,0

6,5

7,5

7,5

8,0

8.5

7,0 .

8,5

9,0

7,0

7,4

8,0

5,5

7,5

8,0

5,5

6,5

7,0

8,5

7,0

7,5

6,5

7,0

7,0

6,5

7,0

7,5

Для обоснования оп

5,5

6,5

5,5

7,5

5,5

6,5

6,5

6,0

8,0

8,5

6,5

7.5

8,0

5,5

7,5

8,0

9,5

10,5

11,0

10,5

8,5

9,0

8,5

9,0

11,5

8,0

9,5

9,5

8,0

9,5

9,5

7,5

8,0

8.5

9,0

10,5

11,5 .9,0

9,0

9,0

8.5

9,0

9,5

15,5

18,5

18,5

16,0

18,0

20,0

16,0

17,5

20,0

20,0

22,5

25,0

20,5

23,0

24,0

20,0

23,0

24,0

20,0

22,0

24,0

18.0

19,5

20,5

22,5

20,0

23,0

18,0

23,0

30,0

18,0

18,0

18,0 I9,0

20,0

20,0

25,0

35,0

30,0

24,0

30,0

30,0

24,0

30,0 35 "

3l,5

33,5

40,0

34,0

30,5

31,5

30.0

33,0

35,0

40,0

50,0

55,G

45,0

40,5

43,5

45,0

45,0

50,0

30,0

40,0

45,0

30,0

30,0

30,0

20,0

22,8

31,5

200 190

200