Способ активации заполнителядля бетона

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалнстическмв Республик(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий,11Харьковский институт инженеров железнодорожногбтранспорта им. С. М. Кирова и Ордена "Знак Почета"Харьковский домостроительный комбинат Р, 1(54) СПОСОБ АКТИВАЦИИ ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНА Изобретение относится к производству строительных материалов, а более конкретно к способам химическойобработки плотного или пористого заполнителя для приготовления тяжелыхи легких бетонов на основе различныхвяжущих, преимущественно цементных.,.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ активации заполнителя для бетона путем обработки песка водным раствором сильных кислотс константой диссоциации К=10 -101"при концентрации 10 -10 моль/лили водным раствором слабых кислот с-тконстантой дисссциации 10 -10при концентрации 10 -10 моль/л 1Недостатком данного способа являфтся то, что он не позволяет раздельно обрабатывать крупный и мелкийзаполнители, а также повышать плотность и эксплуатационные свойствабетона,Цель изобретения - повышение прочтности, морозостойкости, коррозионнойстойкости бетона и уменьшение еговодопоглощения.Поставленная цель достигаетсятем, что в способе активации заполнителя для бетона путем обработкиего водным раствором сильных кислот с константой диссоциации К=10. -10 фкрупный и мелкий заполнители обрабатывают раздельно, причем крупныйзаполнитель рри концентрации кислоты2 10-210 моль/л - до влажности 1,52,5 для плотного заполнителя и довлажности 3-7 для пористого заполнителя, а мелкий заполнитель приконцентрации кислоты 5 10 1-1 хк 10 змоль/л до влажности 8-12.Раздельная обработка крупного имелкого заполнителей разбавленнымиводными растворами сильных кислотоказывает физико-химическое воздействие на заполнитель. В результатеизменяется электрический заряд и воэ.растает число активных центров наобработанной поверхности, за счетвозросших сил электростатическогопритяжения между поверхностью заполнителя и частицами цементного тестасоздаются условия для уплотнениязоны контакта. Раздельная обработкакрупного и мелкого заполнителей обусловлена различиями в их.минеральномсоставе, удельной поверхности и поверхностной энергии.Величина концентрации обрабатывающих растворов определяется конкрет- ЗО ной константой диссоциации применяе833819 Таблица 1 Участок цементного камня Степен гидраХарактеристика бетона тациипри нормальВяжущеком твердеГО,В,нии при пропаривании через28 сутпосле пропа- рива- ния 37,0 62,9 20,5 57,1 61,9 Контрольный На обработанных заполнителях Вне контакта 61,7 52,9 53,8 52,8 18,0 Контрольный мой кислоты, а необходимая влажность обработанного заполнителя зависит от его удельной поверхности и пористости. В результате обработки предлагаемым способом заполнитель оказывает влияние на контактирующее цементное тесто. Происходит повышение степени гидратации Вяжущего и Возрастает прочность сцепления цементного камня с заполнителем, зона контакта уплотняется. Эти факторы приводят к существенному улучшению физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик бетона.П р и м е р, Крупный заполнитель. с модулем крупности 2,87 смачивают мелкодиспергированным водным раствором соляной кислоты с концентрацией 5,5 10 моль до влажности 2%, Смоченный крут ый заполнитель перемешивают в течение 1 мин для равномерного увлажненя " выпер;цвают 15 мин, Параллельно с обработкой крупного заполнителя мелкий заполнитель с модулем крупности 0,96 также обрабаты-. Вают разбавлеым ВОДным растВОРОм соляной кислоты с концентрацией 1,5 10 мольл ДО Влажности 10. Обработанный мелкий заполнитель для равног.ЕРого ув;а;.Еня перемешивают в течение 1 мин.Далее Дл полсчения бстОна преД- варительно Обработанный мелкий заполнитель равномерно смешиВают с Вяжущим портладцемент М) В течение 1 мин,а предзарительно обработанный к Р у 1 н3 аО л и и т е 1 ь Д 0 б а В л 1 ю т к с ме -. си мелкОГО запОлнителя с Вяжущм и производят перемешивание в течение В зоне контак- На обработанта с заполните- ных заполнителем лях 1 мин до получения однородной массы,Затем добавляют воду затворения сучетом влажности заполнителей.Бетонную смесь дозировка на 1 м3бетона, кг: цемент 352, песок 555,щебень 1337, вода 185) перемешивают3 мин, укладывают в Формы размером10 х 10 х 10 см и уплотняют на виброплощадке. Пропаривание производят по режи-му 4+2+10 (4 ч предварительная выдержка, 2 ч подъем температуры,10 ч выдержка при темературе 95 С.Затем следует выключение пропарочнойкамеры и постепенное остывание Формс образцами бетона,Эффективность предлагаемого способа обработки заполнителя для бетона оценивается путем сравнения прироста прочности при сжатии строительного раствора, полученного по известному и предлагаемому способам. При 20 рост прочности для бетона через 28 сутв 1,8-2 раза превосходит прирост прочного строительного раствора. Оценкустепени гидратации вяжущего, микротвердости цементного камня, пористости, морозостойкости и коррозионнойстойкости бетона производят цо сравнению с контрольным составом на необработанных заполнителях, так каксравнения с аналогичными характеристиками для строительного раствора неправомочны, поскольку речь идето различных материалах.Степень гидратации вяжущего имикротвердость цементного камня взоне контакта с крупным заполнителемв бетоне через 28 сут представленыв табл,1,2Микротвердость,кгс/мм833819 Таблица 2 Свойства Вид твердения Водопоглощение,, от веса образца Морозостойкость,количество циклов замораживания Контроль- На обрабоные образ танных цы заполните- лях Контрольные образцы На обработанныхзаполнителях На обработанныхзаполнителях Контрольныеобразцы Нормальное пропаривание 3,27 3,65 75 200 100 400 100 3,84 150 50 300 4,53 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 3924/32 Филиал ППП "Патент ", г. Ужгород, ул, Проектная,4 Характеристика эксплуатационных свойствтяжелых бетонов в возрасте 28 сут, изготовленных На основании сопоставительного . анализа свбйств бетона на раздельно обработанных заполнителях по предлагаемому способу и контрольных составов можно сделать следующие выводы.Степень гидратации вяжущего в возрасте 28 сут в зоне контакта с обработанным крупным заполнителем возрастает на 16,5, плотность цементного камня в зоне контакта с обработанным крупным заполнителем возрастает в бетонах нормального твердения с 57,1 кгс/мм(для контрольного состава) до 62,9 кгс/ммт.е, на 5,8 кгс/мма для бетонов пропарочных - с 61,9 кгс/мм до 74,0 соответственно, т.е. на 12,1 кгс/мм Предварительная раздельнаяобработка крупного и мелкого заполнителей способствует снижению водопоглощения бетона с 4,53 до 3,84 для пропаренных образцов и с 3,65 до 3,27 для образцов нормального твердения. Морозостойкость бетона на раздельно, обработанных заполнителях значительно увеличивается с Мр 150 до М 300 . для пропаренных образцов и с Мрэ 200 до Мр 400 для образцов нормального твердения, т.е. возрастает на две марки, Коррозионная стойкость бетона на раздельно обработанных заполнителях возрастает для пропаренных образцов с 50 до .100 циклов и с 75 до 100 циклов для образцов нормального твердения.Таким образом, полученные результаты экспериментальных исследований на предварительно обработанныхзаполнителях, указаны втабл, 2. Коррозионная стойкостьв 10-ном растворе, количествоциклов увлажнения-высушивания цементных бетонов на раздельно обработанных растворами сильных кислотзаполнителях показывают значительноеувеличение степени гидратации вяжущего, плотности цементного камня взоне контакта с заполнителем и такихважных эксплуатационных характеристикбетонов как морозостойкость и корро зионная стойкость. Способ активации заполнителя длябетона путем обработки его воднымраствором сильных кислот с константойдиссоциации К=10 -10", о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности, морозостойкости, кор розионной стойкости бетона и уменьшения его водопоглощения, крупный имелкий заполнители обрабатывают раздельно, причем крупный заполнительпри концентрации кислоты 2 10 -2 50 10 4 моль/л - до влажности 1,5-2,5для плотного заполнителя и до влажности 3-7 для пористого заполнителя,а мелкий заполнитель при концентрациикислоты 510-1 10 моль/л до 55 влажности 8-12. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе40 1. Авторское свидетельство СССР Р 675029, кл, С 04 В 31/40, 1976. Тираж 660 Подписное