Бетонная смесь

 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления морозостойких и морозосолестойких бетонов, в частности для изделий конструкций гидротехнических сооружений, свайных фундаментов, дорожных и аэродромных покрытий, предназначенных для эксплуатации в суровых климатических и агрессивных условиях. Сущность изобретения: бетонная смесь для изготовления конструкций из морозосолестойкого бетона, содержащая активный микрокремнезем, водоредуцирующее ПАВ - суперпластификатор, например, С-3, дополнительно содержит воздухововлекающую добавку, например, продукт переработки фитостерина (ППФ) - мыло сульфатное облагороженное, при следущем соотнощении компонентов, мас. %: заполнитель 68,0 - 81,0; цемент 12,0 - 20,0; микрокремнезем 0,8 - 4,0; суперпластификатор 0,007 - 0,42; воздухововлекающая добавка 0,002 - 0,008; вода остальное. Прочность при сжатии 52,3 МПА, морозостойкость 155 (циклы при -50^oС). 1 табл.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления морозостойких и морозосолестойких бетонов, в частности для изделий и конструкций гидротехнических сооружений, свайных фундаментов, дорожных и аэродромных покрытий, предназначенных для эксплуатации в суровых климатических и агрессивных условиях.

Известны бетонные смеси, в которые для повышения физико-механических свойств бетонов вводят микрокремнезем (МК): активный микронаполнитель, побочный продукт производства ферросплавов, состоящий на 60-98% из аморфного SiO₂ в виде сферических частиц размером до 0,1 мкм и S_уд 15-50 м²/г. Для компенсации повышенной водопотребности таких смесей с МК в них вводят водоредуцирующие добавки ПАВ, среди которых наиболее эффективны суперпластификаторы.

Недостатком указанных бетонных смесей является недостаточная морозо- и морозосолестойкость получаемых бетонов.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является бетонная смесь для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, содержащая в качестве активного микронаполнителя кремнеземнистую пыль электрофильтров производства ферросилиция МК и суперпластификатор нафталин-формальдегидного типа С-3.

Состав бетонной смеси прототипа следующий, мас. Заполнитель 65,0-73,0 Цемент 16,0-22,0 Микрокремнезем 0,8-1,6 Суперпластификатор 0,15-0,30 Вода Остальное Недостатком известного состава является отсутствие организованной мелкодсперсной системы условно-замкнутых пор (УЭП) в структуре цементного камня и, как следствие, недостаточно высокая стойкость бетона к совместным циклическим воздействиям низких отрицательных температур, воды и солей.

Цель изобретения является повышение морозостойкости и морозосолестойкости бетона за счет введения в бетонную смесь комплексной добавки на основе водоредуцирующего и воздухововлекающего ПАВ, а также активного микронаполнителя.

Цель достигается тем, что бетонная смесь для изготовления конструкций из морозосолестойкого бетона, содержащая в качестве уплотняющего вещества активный микрокремнезем, водоредуцирующего ПАВ суперпластификатор С-3, содержит в качестве воздухововлекающей добавки дополнительно ППФ (побочный продукт переработки фитостерина мыло сульфатное очищенное) при следующем соотношении компонентов, мас. Заполнитель 68,0-81,0 Цемент 2,0-20,0 Микрокремнезем 0,8-4,0 Суперпластификатор 0,07-0,42 Воздухововлекающая добавка 0,002-0,008 Вода Остальное Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемый состав бетонной смеси отличается от известного введением дополнительного компонент а, а именно воздухововлекающего ППФ по ТУ ОП-13-05-109-82. Анализ известных составов бетонных смесей, используемых для изготовления конструкций из бетона и железобетона, показал, что введенные в заявляемое решение вещества известны (МК, С-3, ППФ). Однако их применение порознь в этих смесях не обеспечивает бетонам такие свойства, которые они проявляют в предлагаемом решении (будучи компонентами комплексной добавки), а именно формирование мелкодисперсной системы УЗП в уплотненной (модифицированной с помощью МК) структуре цементного камня и, как следствие, неаддитивный эффект повышения морозостойкости бетона.

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава приготовляют бетонные смеси.

В качестве заполнителя используют кварцевый песок, в качестве вяжущего портландцемент М500 из клинкера Волховского завода.

Вначале перемешивают в течение 1 мин заполнитель с цементом, затем вводят с 3/4 воды затворения суперпластификатор и МК в виде пульпы, перемешивают в течение 5 мин и вводят с остатком воды затворения воздухововлекающую добавку с дополнительным перемешиванием в течение 5 мин. Подвижность готовой смеси определяют на встряхивающем столике согласно ГОСТ 310.4-81.

Далее из бетонных смесей изготавливают образцы-призмы в формах размером 4 х 4 х 16 см с уплотнением на стандартном вибростоле в течение 6-10 с. Часть образцов каждого состава формуют с реперами из нержавеющей стали по торцам для измерения остаточных деформаций.

Изготовленные образцы подвергают тепловлажностной обработке по режиму 18 + 3 + 3 + 15 ч при температуре изотермической выдержки 80^оС, затем они твердеют в нормально-влажных условиях 7 сут, после чего одну часть из них в течение 4 сут насыщают водой, другую часть 5%-ным раствором хлорида натрия. Затем контрольные образцы испытывают на прочность на сжатие и растяжение при изгибе, а основные на морозо- и морозосолестойкость.

Испытания на морозостойкость проводят по I методу ГОСТ 10067-87 переменным замораживанием образцов в воздушной среде до -50 ± 2^оС с оттаиванием в воде 18 ± 2^оС.

Испытания на морозосолестойкость производят по III методу ГОСТ 10060-87 попеременным замораживанием образцов в контейнерах из нержавеющей стали, заполненных 5%-ным раствором хлорида натрия, до -50 ± 2^оС с оттаиванием в том же растворе до 18 ± 2^оС.

Кинетику деструктивных процессов в образцах бетона контролируют измерениями массы и относительных остаточных деформаций через каждые 8-10 циклов замораживания-оттаивания. За критические величины для оценки морозо- и морозосолестойкости бетона приняты: накопление 0,1% остаточных деформаций и 3% потери массы образцами соответственно.

В таблице представлены полученные свойства образцов бетонов предлагаемого состава с различным соотношением ингредиентов и известных составов.

Из таблицы следует, что образцы из бетонной смеси предлагаемого состава обладают мелкодисперсной системой УЗП, характеризуемой оптимальными параметрами (А 8.10% α > 24 мм^-1, < 0,2 мм), что соответственно обеспечивает существенное повышение рабочих характеристик изделий: морозостойкости до 100-200 циклов замораживания-оттаивания при -50^оС на воздухе и морозосолестойкости до 52-100 циклов при -50^оС в 5%-ном растворе NaCl. Это позволяет значительно повысить срок службы изделий.

Использование изобретения позволяет повысить долговечность бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся совместным воздействия мороза, воды и хлористых солей, за счет увеличения морозо- и морозосолестойкости бетона (до марки по морозостойкости Г 1000 и более в пересчете на стандартные циклы по I методу ГОСТ 100060-87); а также уменьшить расход цемента на 10-15% за счет замены части его в составе бетонной смеси на отход производства ферросплавов МК без снижения прочности получаемого бетона.

Формула изобретения

БЕТОННАЯ СМЕСЬ для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся совместным воздействиям низких отрицательных температур, воды и солей, содержащая цемент, микрокремнезем, суперпластификатор С-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, заполнитель и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в качестве воздухововлекающей добавки побочный продукт производства фитостерина - мыло сульфатное очищенное при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цемент - 12 - 20 Микрокремнезем - 0,8 - 4,0 Суперпластификатор С-3 - 0,07 - 0,42 Заполнитель - 68 - 81 Указанная воздухововлекающая добавка - 0,002 - 0,008

РИСУНКИ

Рисунок 1