бетонная смесь

Формула изобретения

Бетонная смесь, включающая шлакопортландцемент, шлаковый заполнитель и добавку, отличающаяся тем, что содержит в качестве шлакопортландцемента шлакопортландцемент марки М500, в качестве шлакового заполнителя - дробленый доменный шлак крупностью 0-15 мм, в качестве добавки - комплексную добавку «Реламикс. Тип 2» и дополнительно горный песок состава, мас.%: SiO₂ 34,1-39,9; Al ₂O₃+TiO₂ 9,8-11,0; FeO+Fe₂ O₃ 12,8-26,1; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; P₂O₅ 0,5-0,6; SO₃ 1,7-3,2; Na ₂O+K₂O 1,3-3,2; п.п.п 8,5-15,0, содержащий 20-30% минералов гранатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

шлакопортландцемент марки М500	15-18
указанный доменный шлак крупностью 0-15 мм	50-60
«Реламикс. Тип 2»	0,1-0,3
указанный горный песок	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам бетонов.

Известна бетонная смесь, включающая портландцемент, гравий, песок, воду и комплексную добавку, в частности жидкую фазу полимер-сульфатного отхода производства тиокола, имеющая прочность М300 [1].

Наиболее близкой к предлагаемой смеси по технической сущности и достигаемому результату является бетонная смесь, содержающая, мас.%: шлакопортландцемент 30-35, шлаковый заполнитель (доменный шлак с крупностью зерен менее 10 мм) 61,85-69,15 и добавку 0,05-0,15 [2].

Недостатком известной смеси является низкая прочность, влагостойкость и морозостойкость.

Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении прочности бетона при использовании в его составе шлакопортландцемента марки М500, дробленого доменного шлака в крупности 15-0 мм, горного песка, содержащего компонент высокой твердости минералы гранаты, и универсальной добавки для бетона «Реламикс. Тип 2», которая улучшает пластические свойства бетона и повышает его прочность.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации вещественного состава и соотношения компонентов бетонной смеси. Это позволяет использовать свойства каждого компонента в целях повышения качественных характеристик бетона, в частности прочности на изгиб и сжатие, влагостойкость и морозостойкость.

Для достижения предлагаемым изобретением технического результата бетонная смесь, включающая шлакопортландцемент, шлаковый заполнитель и добавку, содержит в качестве шлакопортландцемента шлакопортландцемент марки М500, в качестве шлакового заполнителя - дробленый доменный шлак крупностью 0-15 мм, в качестве добавки - комплексную добавку «Реламикс. Тип 2» и дополнительно горный песок состава, мас.%: SiO ₂ 34,1-39,9; Al₂O₃+TiO₃ 9,8-11,0; FeO+Fe₂O₃ 12,8-26,1; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; Р₂О₅ 0,5-0,6; SO₃ 1,7-3,2; Na₂O+K₂O 1,3-3,2; п.п.п.8,5-15,0, содержащий 20-30% минералов гранатов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлакопортландцемент марки М500	15-18
Указанный доменный шлак крупностью 15-0 мм	50-60
«Реламикс. Тип 2»	0,1-0,3
Указанный горный песок	Остальное

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что предлагаемый горный песок содержит высокотвердые минералы гранаты в качестве 20-30%, что приводит к резкому увеличению прочности бетона. Более высокой твердостью обладает только алмаз. В бетонной смеси используется дробленый песок и доменный шлак. У дробленых материалов резко возрастает поверхность и количество острых углов и граней и возрастает поверхностная энергия по сравнению, например, с речным песком и гравием. В результате дробленые заполнители бетона резко увеличивают его плотность и твердость, снижается количество и размеры пустот в затвердевшем бетоне. Речной песок и гравий имеют округлую поверхность. Доменный шлак имеет высокую прочность и твердость, что повышает аналогичные характеристики бетона.

Шлакопортландцементы (шлаковые цементы) изготавливаются из доменного гранулированного шлака. Минералогический состав шлакового цемента и доменного шлака одинаковы и представлены алюминатами, силикатами, сульфоалюминатами, ферратами кальция, гранатами, что способствует уплотнению и упрочнению структуры бетона при гидратации и твердении [3].

Для получения предлагаемого бетона применяли дробленый шлак крупностью 15-0 мм ОАО «Кузнецкий металлургический комбинат», шлакопортландцемент (шлаковый цемент) Кузнецкого цементного завода, песок горный, содержащий 25,3-34,7% минералов гранатов ОАО «Аабагурская обогатительная фабрика» города Новокузнецка (Таблица 1).

«Реламикс. Тип 2» - комплексная химическая добавка, применяемая в качестве пластификатора, противоморозной добавки и ускорителя отвердения бетона. Добавка производится ООО «Полипласт-УралСиб» (г.Первоуральск, Свердловской области) в соответствии с ТУ 5870-002-14153664-04, является порошком белого цвета и состоит из натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот различной молекулярной массы с добавлением комплекса, ускоряющего набор прочности.

Смеси компонентов затворяли водой при температуре 25-30°С до получения бетона нормальной стандартной густоты. Из полученной смеси изготавливали балочки размером 4×4×16 см с уплотнением на стандартной лабораторной виброплощадке. Твердение образцов осуществляли пропариванием в камере при 75-80°С в течение 12 часов. Испытание образцов проводили в возрасте 28 суток. Для сравнения испытывали бетоны изготовленные из шлакопортландцемента, речного песка и гравия. Условия экспериментов были идентичны. Качество бетона по предлагаемому составу соответствовало марке М600, по известному - М300 (Таблица 2).

Таблица 1
Материал	Химический состав, мас.%
SiO2	Al2O3+TiO2	FeO+Fe2O3	CaO	MgO	MnO	P2 O5	SO 3	Na2 O+K2O	п.п.п.
Доменный дробленый шлак	36,4	12,3-17,0	0,6-2,6	38-42,2	4,8-9,9	0,2-1,0		0,4-1,1	0,13-0,17	0,10-0,15
Песок горный	34,1-39,9	9,8-11	12,8-26,1	11,3-13,7	4,2-5,7	0,3-0,55	0,5-0,6	1,7-3,2	1,3-3,2	8,5-15

Источники информации

1. Патент РФ 2272796, МПК С04В 28/04, 2004.

2. Авторское свидетельство 709588, МПК С04В 15/00, 15.01.1980.

3. Сватовская Л.Б., Сычев М.М. Активизированное твердение цементов // Л., Стройиздат, 1983, с.150.