RU2608102C1 - Бетонная смесь - Google Patents
Бетонная смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2608102C1 RU2608102C1 RU2015138972A RU2015138972A RU2608102C1 RU 2608102 C1 RU2608102 C1 RU 2608102C1 RU 2015138972 A RU2015138972 A RU 2015138972A RU 2015138972 A RU2015138972 A RU 2015138972A RU 2608102 C1 RU2608102 C1 RU 2608102C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- quartz
- cement
- slag
- concrete
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 17
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 8
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract 6
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 7
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 abstract 2
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 abstract 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000720 Silicomanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 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
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229940029985 mineral supplement Drugs 0.000 description 1
- 235000020786 mineral supplement Nutrition 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/08—Slag cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/06—Oxides, Hydroxides
- C04B22/062—Oxides, Hydroxides of the alkali or alkaline-earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts thereof
- C04B22/082—Acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/60—Agents for protection against chemical, physical or biological attack
- C04B2103/63—Flame-proofing agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к составу смеси для жаростойких мелкозернистых бетонов и может найти применение в производстве строительных материалов в качестве облицовочного материала для покрытия стен в пожароопасных помещениях, покрытия внешних стен котельных установок, сушилок и других объектов с температурой нагрева до 800°С. Технический результат - снижение себестоимости и обеспечение жаростойкости при температуре 800°С без потери прочности бетона через 28 суток нормального твердения. Бетонная смесь, включающая клинкерсодержащий цемент, пыль уноса производства ферросилиция, отсев доменного шлака, кислый и щелочной активаторы и кварцсодержащий наполнитель в качестве клинкерсодержащего цемента применяют шлакопортландцемент, шлак гранулированный фракции менее 1,25 мм, в качестве кислого и щелочного активаторов берут соответственно: вводный раствор 33%-ной концентрации ортофосфорной кислоты и раствор, полученный от промывания водой осадка примесей, образующихся при растворении силикат-глыбы, а в качестве кварцсодержащего наполнителя вводят кварцевую муку - продукт тонкого измельчения кварцевого песка - и микрокремнезем - пылевидный отход ферросплавного производства при следующем соотношении компонентов, масс. %: шлакопортландцемент ШПЦ-Д15 23,5-24,53, микрокремнезем 5,2-6,13, доменный граншлак фракции менее 1,25 мм 12,27-13,1, кварцевая мука 36,8-38,5, водный раствор 33%-ной концентрации ортофосфорной кислоты 0,65-0,7, раствор, полученный от промывания водой осадка примесей, образующихся при растворении силикат-глыбы в пересчете на сухое вещество (NaOH или KOH) 1,96-2,0, вода 17,0-17,66. 2 табл.
Description
Изобретение относится к составам смесей для жаростойких мелкозернистых бетонов и может найти применение в производстве строительных материалов в качестве облицовочного материала для покрытия стен в пожароопасных помещениях, покрытия внешних стен котельных установок, сушилок и других объектов с температурой нагрева до 800°С.
Известен состав смеси бетона, приведенный в патенте №656996, МПК С04В, опубл. 15.04.79, Бюл. №14, содержащий компоненты при следующем соотношении, масс. %:
| Портландцемент | 20-22 |
| Шамот фракции менее 0,09 мм | 9,0-11 |
| Триполифосфат натрия | 3,8-7 |
| Шлак силикомарганца | остальное |
Наряду с достоинствами состава бетона (жаростойкость до 800°С), утилизируется шлак, имеются недостатки:
1. Низкий декоративный вид (темно-серый цвет с выцветами), что ограничивает применение в качестве облицовочного материала для стен тепловых агрегатов, в том числе и стен пожароопасных цехов.
2. Сложная технология приготовления, связанная с измельчением шамота и рассевом на фракции.
Известен и второй состав (аналог) мелкозернистого бетона (строительного раствора), приведенный в авторском свидетельстве СССР №637357, МКл. С04В 13/00, опубл. 15.12.78 г. и, включающий компоненты, масс. %:
| Цемент | 5,05-5,2 |
| Пыль уноса производства ферросилиция | 1,1-1,4 |
| Известь | 2,03-2,1 |
| Сульфатно-спиртовая барда | 0,0075-0,0078 |
| Отходы обогащения железных руд с фракцией 0-1,0 мм | 74,5-76 |
| Вода | остальное |
К достоинствам смеси следует отнести:
1) Утилизируются отходы металлургических производств.
2) повышается коррозийная стойкость мелкозернистого бетона, т.к. пыль ферросилиция является эффективной активной минеральной добавкой.
3) Не возникает коррозии стен и деталей металлургического оборудования, контактирующих со смесью, т.к. известь и сульфатно-спиртовая барда создают щелочную среду и одновременно активируют металлургические отходы.
Наряду с достоинствами имеются и недостатки:
1) Низкая прочность на сжатие после 28 суток - 3,6 МПа.
2) Низкая жаростойкость, что ограничивает область применения в качестве облицовочного материала для теплотехнических агрегатов и стен пожароопасных помещений.
Наиболее близкий состав по качественному содержанию и техническому решению к предлагаемому составу бетонной смеси приведен в патенте РФ №2461524, МПУ С04В 28/02, С04В 111/20, опубл. 20.09.2012, включающий компоненты при следующем соотношении, масс. %:
| Портландцемент | 11,86-12,15 |
| Отсев доменного шлака менее 0,14 мм | 2,4-3,34 |
| Пыль уноса производства ферросилиция | 0,8-1,28 |
| Щелочной пластификатор Реламикс с рН=9±1 | 0,03-0,04 |
| Модифицированная (кислая) вода с рН=2,1-2,5 | 0,35-0,56 |
| Обычная вода | 6,6-6,8 |
| Заполнитель | остальное |
Наряду с достоинствами известного состава бетонной смеси (утилизируется отходы, повышается трещиностойкость при твердении) имеются и недостатки:
1) Недостаточная жаростойкость, что ограничивает область применения в качестве облицовочного материала для стен пожароопасных помещений, сушилок, котельных и др. видов теплотехнического оборудования;
2) Энергоемкий процесс получения кислого активизатора, т.е. кислой воды с рН=2,1-2,5.
Задачей изобретения является снижение себестоимости и обеспечение жаростойкости при температуре 800°С без потери прочности бетона через 28 суток нормального твердения.
Для реализации задачи в составе бетонной смеси, включающей портландцемент, пыль уноса производства ферросилиция, отсев доменного шлака менее 0,14 мм, щелочной пластификатор Реламикс с рН=9±1, модифицированная (кислая) вода с рН=2,1-2,5, заполнитель, обычная вода, в качестве портландцемента вводят шлакопортландцемент, доменный шлак гранулированный фракции менее 1,25 мм, в качестве кислого и щелочного компонентов вводят водный раствор 33%-ной концентрации ортофосфорной кислоты и раствор, полученный от промывания водой осадка примесей, образующихся при растворении силиката-глыбы, а в качестве кварцсодержащего наполнителя вводят кварцевую муку и микрокремнезем при следующем соотношении компонентов, масс. %:
| Шлакопортландцемент ШПЦ Д15 | 23,5-24,53 |
| Микрокремнезем | 5,2-6,13 |
| Доменный граншлак фракции менее 1,25 мм | 12,27-13,1 |
| Кварцевая мука | 36,8-38,5 |
| Водный раствор 33%-ной концентрации | |
| ортофосфорной кислоты | 0,65-0,7 |
| Раствор, полученный от промывания водой осадка примесей, | |
| образующий от растворения силиката-глыбы (по сухой массе) | 1,96-2,0 |
| Вода | 17,0-17,66 |
В опытах реализации задачи применяли следующие материалы:
1. Шлакопортландцемент тип; ШПЦ-Д15, марки М400
2. Микрокремнезем - пылевидный отход (М-85) ферросплавного производства «Кузнецкие ферросплавы», размер микрочастиц 0,1-1 мкм.
Удельная поверхность 14000-30000 м2/кг, что значительно превышает удельную поверхность цемента. Насыпная плотность 0,4 т/м3, в уплотненном состоянии - 0,8 т/м3.
Химический состав, масс. %: SiO2=(91-97); Al2O3=(1,0-1,4); Fe2O3=(0,2-0,4); CaO=(0,2-0,4).
В предлагаемом составе такая пыль принята в качестве активной минеральной добавки для более полноценного превращения Са(OH)2 в нерастворимые и жаростойкие гидросиликаты кальция. Микрокремнезем повышает и пластифицирующие свойства бетонной смеси.
3. Кварцевая мука. Получена путем тонкого измельчения кварцевого песка до фракции 15-50 мкм. Плотность 2,65 г/см3; насыпная плотность 1150 кг/м3; удельная поверхность 2900 см2/г. Содержит: 99,5-99,7% кремнезема, остальное примеси оксиды: Al2O3, Fe2O3, СаО. Выпускается в готовом виде организацией ООО «Сибелко Рус».
4. Водный раствор 33%-ной концентрации ортофосфорной кислоты (H3PO4), плотностью 1,2 г/см3.
5. Щелочной раствор, полученный от промывания водой осадка, образующегося на дне емкостей, в которых растворяется силикат-глыба в процессе получения растворимого стекла с плотностью 1,36-1,5 г/см3. Рыхлый осадок содержит примеси оксидов железа и глинозема (не более 0,25-0,4% масс. от массы растворимого стекла), оксид кальция (не более 0,2-0,25% масс. от массы растворимого стекла) и остаток растворимого стекла, адсорбированного примесями. Такой отход выбрасывается в отвалы, т.к. является безвозвратным. В предлагаемом составе бетонной смеси такой рыхло-твердый отход помещали в воду с выдержкой не менее одного часа с последующим отделением щелочного фильтрата. Количество воды и отхода регламентировали полностью отделяемого щелочного раствора, который составлял 1,05 г/см3.
6. Гранулированный шлак. Принят основной доменный граншлак, фракции менее 1,25 мм, отвечает требованию ГОСТ 3476-74 «Шлаки доменный электрофосфорные гранулированные для производства цемента».
В таблице 1 приведен состав бетонной жаростойкой смеси, а в таблице 2 жаростойкость при температуре 800°С (остаточная прочность) и прочность при сжатии после 28 суток нормального твердения.
Для реализации задачи опытами изготовляли образцы - балочки размером 16×4×4 см из предлагаемой смеси, приведенной в таблице 1. Для каждой смеси формовали по шесть образцов на виброплощадке в течение 30 секунд.
Процесс твердения, сушки, обжига и испытания образцов на жаростойкость осуществляли в соответствии с ГОСТ 10180.
Из данных испытаний, приведенных в таблице 2, видно следующее:
1. Составы смесей №1 и №2 являются запредельными, т.к. не отвечают требованиям поставленной задаче, а именно состав №1 имеет прочность при сжатии в возрасте 28 суток нормального твердения ниже прочности из состава смеси прототипа, а состав №5 не обеспечивает жаростойкость, т.к. остаточная прочность, после обжига при температуре 800°С меньше 30% (см. ГОСТ 20910-90).
2. Составы №2, №3 и №4 отвечают требованиям поставленной задачи, т.е. являются жаростойкими (И8), т.к. остаточная прочность после обжига при температуре 800°С более 30%.
3. Прочность при сжатии образцов бетона, изготовленых из предлагаемой смеси, после 28 суток нормального твердения не ниже прочности прототипа.
Достижение поставленной цели объясняется физико-химическими процессами, протекающими в составе предлагаемой бетонной смеси и смеси прототипа, конкретно:
1. В предлагаемом составе бетонной смеси и смеси прототипа в качестве наполнителей и заполнителей предусмотрены кварцсодержащие огнеупорные материалы, т.е. в заявляемом:
микрокремнезем и кварцевая мука, а в составе смеси прототипа: микрокремнезем, кварцевый песок и примеси кварца в заполнителе. Принципиальное отличие наполнителей предлагаемой смеси и заполнителей прототипа состоит не только в большом различии их суммарной удельной поверхности, но и в поверхности отдельных кварцевых частиц. В предлагаемой смеси кварцевая мука имеет удельную поверхность 2900 см2/г и все микрочастицы кремнезема имеют равную удельную поверхность, что способствует равномерному увеличению объема образцов при обжиге за счет полиморфного превращения кварца при температуре 573°С, т.е. внутри образцов в этот момент не возникает внутренних напряжений и соответственно трещин и разрушений. Поэтому кварцевый песок, вводимый в состав жаростойких бетонов, рекомендуется не только измельчать, как это предусмотрено, например, в авт. свид. СССР №2070872, но и принимать наиболее чистые пески, как это рекомендуется в данном предлагаемом изобретении.
В составе смеси прототипа удельная поверхность отдельных частиц кварцевого песка и частиц кварца в заполнителе, в десятки раз больше микрочастиц кварцевой муки, причем все поверхности частиц разные по величине, что приводит соответственно к неравномерному изменению объема таких частиц в процессе обжига в момент полиморфного превращения и разрушению бетона. Последнему также способствует и суперпластификатор Реламикс-2, т.к. в его состав входит сульфит натрия - Na2SO3, который при обжиге разлагается с выделением сернистого газа и созданием дополнительного внутреннего напряжения.
2. В предлагаемом изобретении вводится вводный раствор 33%-ной концентрации ортофосфорной кислоты, которым предварительно обрабатывается гранулированный шлак, чтобы свободные частицы извести, содержащиеся в составе граншлака и отрицательно влияющие на жаростойкость, перевести в жаростойкие частицы фосфата кальция Ca3PO4. Такие частицы способствуют повышению прочности, создавая, дополнительно к частицам граншлака, центры кристаллизации.
Экономическая целесообразность предлагаемой смеси заключается в следующем:
1. Упрощается технология приготовления, т.к. не требуется осуществлять электролиз воды.
2. Утилизируется в большем количестве доменный шлак, а также используются жидкие отходы производства растворимого стекла.
3. Не требуется дорогостоящий суперпластификатор Реламикс-2
(Цена 43000 руб за 1 тонну).
4. Используется более дешевый цемент (ШПЦ-Д15), вместо ПЦ-Д0.
5. Расширяется область применения бетона за счет придания дополнительного свойства - жаростойкости, без снижения прочности после 28 суток нормального твердения.
За счет указанных факторов себестоимость смеси по отношению смеси прототипа снижается на 10-12%.
Claims (2)
- Бетонная смесь, включающая клинкерсодержащий цемент, пыль уноса производства ферросилиция, отсев доменного шлака, кислый и щелочной активаторы и кварцсодержащий наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве клинкерсодержащего цемента применяют шлакопортландцемент, шлак гранулированный фракции менее 1,25 мм, в качестве кислого и щелочного активаторов берут соответственно: вводный раствор 33%-ной концентрации ортофосфорной кислоты и раствор, полученный от промывания водой осадка примесей, образующихся при растворении силикат-глыбы, а в качестве кварцсодержащего наполнителя вводят кварцевую муку - продукт тонкого измельчения кварцевого песка - и микрокремнезем - пылевидный отход ферросплавного производства при следующем соотношении компонентов, масс. %:
-
Шлакопортландцемент ШПЦ-Д15 23,5-24,53 Микрокремнезем 5,2-6,13 Доменный граншлак фракции менее 1,25 мм 12,27-13,1 Кварцевая мука 36,8-38,5 Водный раствор 33%-ной концентрации ортофосфорной кислоты 0,65-0,7 Раствор, полученный от промывания водой осадка примесей, образующихся при растворении силикат-глыбы в пересчете на сухое вещество (NaOH или KOH) 1,96-2,0 Вода 17,0-17,66
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015138972A RU2608102C1 (ru) | 2015-09-11 | 2015-09-11 | Бетонная смесь |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015138972A RU2608102C1 (ru) | 2015-09-11 | 2015-09-11 | Бетонная смесь |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2608102C1 true RU2608102C1 (ru) | 2017-01-13 |
Family
ID=58456016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015138972A RU2608102C1 (ru) | 2015-09-11 | 2015-09-11 | Бетонная смесь |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2608102C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2235077C2 (ru) * | 2001-03-02 | 2004-08-27 | Хайдельбергер Баухеми Гмбх Марке Дайтерманн | Строительная смесь |
| RU2409528C2 (ru) * | 2008-02-01 | 2011-01-20 | АЛЬПОЛЬ ГИПС Спулка з ограничонон одповеджальношьчон | Строительный раствор |
| WO2011064005A1 (en) * | 2009-11-26 | 2011-06-03 | Construction Research & Technology Gmbh | Inorganic binder system for the production of chemically resistant construction chemistry products |
| RU2461524C1 (ru) * | 2011-07-05 | 2012-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Бетонная смесь |
| RU2012123960A (ru) * | 2009-11-11 | 2013-12-20 | Басф Констракшн Полимерз Гмбх | Смесь сухого строительного раствора |
-
2015
- 2015-09-11 RU RU2015138972A patent/RU2608102C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2235077C2 (ru) * | 2001-03-02 | 2004-08-27 | Хайдельбергер Баухеми Гмбх Марке Дайтерманн | Строительная смесь |
| RU2409528C2 (ru) * | 2008-02-01 | 2011-01-20 | АЛЬПОЛЬ ГИПС Спулка з ограничонон одповеджальношьчон | Строительный раствор |
| RU2012123960A (ru) * | 2009-11-11 | 2013-12-20 | Басф Констракшн Полимерз Гмбх | Смесь сухого строительного раствора |
| WO2011064005A1 (en) * | 2009-11-26 | 2011-06-03 | Construction Research & Technology Gmbh | Inorganic binder system for the production of chemically resistant construction chemistry products |
| RU2461524C1 (ru) * | 2011-07-05 | 2012-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Бетонная смесь |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10029945B2 (en) | Geopolymer-binder system for fire concretes, dry fire concrete mix containing the binder system and also the use of the mix | |
| Santamaría-Vicario et al. | Design of masonry mortars fabricated concurrently with different steel slag aggregates | |
| CN102674856B (zh) | 一种利用钢渣尾渣制备中间包耐火喷涂料的方法 | |
| CN102432206B (zh) | 化学激发镁渣-矿渣基地质聚合物胶凝材料及其制备方法 | |
| RU2361841C1 (ru) | Керамическая масса | |
| RU2678285C2 (ru) | Связующий материал на основе активированного измельченного гранулированного доменного шлака, пригодного для образования материала бетонного типа | |
| RU2412131C1 (ru) | Шихта для изготовления керамического кирпича | |
| CN107522417B (zh) | 一种矿山填充胶凝材料 | |
| RU2608102C1 (ru) | Бетонная смесь | |
| CN106478008A (zh) | 耐磨防滑路面制品及其制备方法 | |
| CN104773966B (zh) | 一种胶凝材料拌合料的制备方法 | |
| CN109399973A (zh) | 一种水泥熟料 | |
| RU2426707C1 (ru) | Термоизоляционная масса | |
| US11214520B1 (en) | Mortar for eco-masonry element | |
| KR102144170B1 (ko) | 슬래그 시멘트 조성물 | |
| KR101918998B1 (ko) | 폐펄라이트를 재활용한 미장용 블록 및 이의 제조방법 | |
| WO2017089899A1 (en) | Chemically activated cement using industrial waste | |
| RU2767481C1 (ru) | Расширяющая добавка на основе железосодержащих пылевидных отходов для расширяющегося цемента | |
| RU2769164C1 (ru) | Расширяющая добавка для цемента, содержащая шлак сталеплавильного производства | |
| TW202136527A (zh) | 未安定化之還原碴的資源化方法 | |
| Kattimani et al. | Performance study on compressed blocks using alkali activated alumino silicate binders | |
| CN115432975B (zh) | 一种耐磨钢渣砂浆及其制备方法和用途 | |
| KR100566948B1 (ko) | 폐콘크리트의 재생 방법 | |
| RU2460705C1 (ru) | Жаростойкая кладочная смесь | |
| KR20140052622A (ko) | 재활용 철광석분 전용 친환경 바인더 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170912 |