Бетонная смесь

 

Сущность изобретения: бетонные смеси для производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций. Сущность изобретения: бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент или шлакопортландцемент 12,80 - 16,00; щебень 45,90 - 48,40; песок 28,80 - 31,40; нейтрализованный вторичный маточный раствор производства пентаэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов 0,43 - 0,80; содощелочной плав 0,06 - 0,34; вода остальное. Прочность бетона через 28 сут 22,4 - 35,0 МПа. 2 табл.

Изобретение относится к составам бетонных смесей, используемых для производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

Известна бетонная смесь, включающая цемент, щебень, песок, воду и добавку, ускоряющую твердение - сульфат натрия (Na₂SO₄). Сульфат натрия вводится в бетонную смесь в количестве 0,5-2% от массы портландцемента [1].

За прототип выбрана бетонная смесь, включающая цемент, щебень, песок, воду и нейтрализованный вторичный маточный раствор производства пентаэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов (технические названия согласно ТУ 84-1067-85 - стабилизатор формиатно-спиртовой (водный раствор) - СФС или пластификатор формиатно-спиртовой (водный раствор) - ПФС.

Нейтрализованный вторичный маточный раствор производства пентаэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов является добавкой полифункционального действия. Введение ее в бетонную смесь в количестве 0,6-1% от массы цемента улучшает пластифицирующие свойства смесей [3], а в количестве 1-4% от массы цемента - вызывает замедление схватывания и твердения вяжущего [2].

Недостатком этих бетонных смесей является то, что используемые в них добавки не обеспечивают повышения прочности бетона на сжатие, достаточного для замены высокомарочных цементов на низкомарочные (цемента марки 500 на цемент марки 300). Указанный недостаток особенно существенен при низких расходах цемента в бетонных смесях - 300 кг/м³. Кроме того, конструкции, изготовленные из этих бетонных смесей, имеют значительную пористость ( λBar = 2,23-6,75), что увеличивает водопоглощение следовательно снижает водостойкость.

Сущность изобретения заключается в том, что бетонная смесь, включающая портландцемент или шлакопортландцемент, щебень, песок, нейтрализованный вторичный маточный раствор производства пентаэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов и воду, дополнительно содержит содощелочной плав при следующем соотношении компонентов, мас.%: Портландцемент или шлакопортланд- цемент 12,80-17,00 Щебень 45,90-48,40 Песок 28,80-31,40 Нейтрализованный вторичный маточный раствор производства пентаэритрита на основе натриевой соли муравьи- ной кислоты и углеводов 0,43-0,80 Содощелочной плав 0,06-0,34 Вода Остальное Содощелочной плав представляет собой отход производства, получаемый, например, при термическом обезвреживании сточных вод.

Согласно технических условий ТУ 84512-19-86 содощелочной плав имеет следующий состав, мас.%:
Марка А Марка Б
Нерастворимый в воде остаток, не более 5 10
Щелочные компоненты в пересчете
на углекислый натрий (Na₂CO₃), % 10-33 60-90
Сернокислый натрий (Na₂SO₄) 40-76 8-18
Сернистые соединения в пересчете
на сульфид натрия не более 6-11 6
Предложенная бетонная смесь позволяет значительно повысить прочность на сжатие, изготовленных из нее бетонных конструкций. Так, например, после 28 сут твердения и тепловлажностной обработки конструкции изготовленные из предложенной бетонной смеси с использованием портландцемента или шлакопортландцемента марки М300 имеют прочность на сжатие, превышающую прочность конструкций, изготовленных из бездобавочной смеси с использованием аналогичных цементов марки М500, в 1,1-1,2 раза (при расходе цемента 300 кг/см³) и в 1,2-1,4 раза (при расходе цемента 400 кг/с³). Таким образом предложенная бетонная смесь позволяет заменять цементы марки 500 на значительно менее дефицитные цементы марки 300, которые дешевле в 1,2 раза. Кроме того предложенная бетонная смесь позволяет получить более мелкозернистую структуру бетона и уменьшить водопоглощение в 1,1-1,3 раза по сравнению с бетонной смесью, выбранной за прототип, и в 1,3-1,7 раза по сравнению с бездобавочной бетонной смесью.

Рецептура бетонных смесей: предложенной, выбранных за аналог, и прототип и контрольных (бездобавочных) приведены в табл. 1. Физико-механические характеристики бетонов - в табл. 2.

Прочность бетона на сжатие (R_сж) определялась по методике, описанной а ГОСТ 10180-90 (ст. СЭВ 3978-83).

Водопоглощение и показатели пористости определялись по методикам, описанным в ГОСТ 12730.0-78. Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости; ГОСТ 12730.3-78. Бетоны. Метод определения водопоглощения.

ГОСТ 12730.4-78. Бетоны. Методы определения показателей пористости.

Бетонную смесь готовят следующим образом.

Содощелочной плав вводят в воду затворения, и полученную смесь тщательно перемешивают до полного растворения плава, а затем отфильтровывают. Для ускорения процесса растворения емкость, в которой производится перемешивание, можно предварительно подогреть до 45-50^оС. После полного растворения плава в полученный раствор вводят нейтрализованный вторичный маточный раствор производства пентраэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты углеводов и снова перемешивают.

Содощелочной плав вводят в нейтрализованный вторичный маточный раствор производства пентраэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов, и полученную смесь тщательно перемешивают до полного растворения плава и отфильтровывают, после чего в полученный раствор добавляют воду затворения.

Далее в бетоносмесительную установку загружают в соответствии с pецептурой портландцемент или шлакопортландцемент, песок, щебень, а затем заливают воду затворения с растворенными в ней добавками. Полученную смесь тщательно перемешивают в течение 3-5 мин.

Формула изобретения

БЕТОННАЯ СМЕСЬ, включающая портландцемент или шлакопортландцемент, щебень, песок, нейтрализованный вторичный маточный раствор производства пентаэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит содощелочной плав при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент или шлакопортландцемент - 12,80 - 17,00
Щебень - 45,90 - 48,40
Песок - 28,80 - 31,40
Нейтрализованный вторичный маточный раствор производства пентаэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов - 0,43 - 0,80
Содощелочной плав - 0,06 - 0,34
Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4