Бетонна суміш

УКРАЇНА (19) U Ac, 15613 (ІЗ) C1 (5i)5 С 04 В 28/08 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ОПИС ДО ПАТЕНТУ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) БЕТОННА СУМІШ 1 (20)95320932,24.09.93 (21)4870537/SU (22)08.10.90 (24) 30.06.97 (46) 30.06.97. Бюл. І* З (56) 1. Авторское свидетельство СССР N? 872492, кл. С 04 В 28/08. 1979. 2. Авторское свидетельство СССР ISfc 966073, кл. С 04 В 28/08,1980 (прототип). (72) Образцова Ніна Павлівна, Хорсун Люд мила Олексіївна, Ґонтар Діна Миколаївна (73) Запорізький автомобільний завод Ви робниче об'єднання АвтоЗАЗ (UA) (57) 1. Бетонная смесь, включающая моло тый шлак и наполнитель из одноименного шлака и щелочной отход, отличающаяс я тем, что она содержит в качестве шлака ваграночный гран-шлак производства чугу на, а в качестве щелочного отхода - отрабо танный щелочной раствор отпаривания изделий от меламиналкидных эмалей с соот ношением раствор: отходы эмали 1 : (0,0010,015) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Молотый указанный шлак 15-26 Указанный щелоч ной раствор 7,65-9 Наполнитель из ука занного шлака Остальное. 2. Бетонная смесь по п. 1,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что наполнитель содержит фракции 0,14-0,63 мм, 0,63-2,5 мм и 2,5-5 мм в соотношении 1,1 : 28 : 1. С > ел Изобретение относится к составам бетонных смесей, применяемых преимущественно для производства шла ко ще л очных камней на основе отходов машиностроительного предприятия. Известно, что в строительных смесях используют в качестве вяжущего молотый гранулированный шлак, в качестве затворяющего компонента вводят щелочные растворы. При смешении с различными заполнителями получают бетонные смеси с разнообразными свойствами. Варьируя соотношение компонентов и режимы обработки, добиваются необходимых характеристик изделий [1]. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению является бетонная смесь [2] следующего состава, вес.%: Тонкомолотый гранулированный домен ный шлак 15-17 Содощелочной плав 3,99-5,95 Формиат натрия 0,01-0,05 Отсев отвального доменного шлака Остальное. Однако показатели водопоглощения и щелочестойкости являются недостаточно высокими ввиду пористости бетонной смеси. Пористость указанной бетонной смеси связана с тем, что содержание NaOH в содощелочном плаве низкое, а гранулометрический состав заполнителя достаточно широкого диапазона от 0,14 до 10 мм. Кроме того, заполнитель получен в виде отсева при дроблении монолитного отвального шлака, значит обладает высокой пористостью. Добавление к содощелочному плаву формиата натрия повышает пластичность бетона, однако не может оказывать сильного влияния со о 15613 на пористость, поскольку не участвует в процессе гелеобразования, так как формиат натрия-хорошо растворимая соль муравьиной кислоты. В основу изобретения положена задача 5 разработать бетонную смесь с более плотной упаковкой многокомпонентной системы для уменьшения пористости смеси при заданной ее прочности. Указанная задача решается тем, что бе- 10 тонная смесь, включающая молотый шлак и наполнитель из одноименного шлака, и щелочной отход, содержит в качестве шлака ваграночный граншлак производства чугуна, а в качестве щелочного отхода - отработан- 15 ный щелочной раствор отпаривания изделий от меламиналкидных эмалей с соотношением раствор : отходы эмали 1 : (0,001-0,015) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Молотый указанный 20 шлак 15-26 Указанный щелочной раствор 7,65-9 Наполнитель из ука занного шлака Остальное. 25 При этом наполнитель содержит фракции 0,14-0,63,0,63-2,5,2,5-5 в соотношении 1,1 :2,8: 1. Щелочной раствор с отходами эмали образуется на стадии удаления дефектных по- 30 крытий с деталей автомобилей с заросших краской приспособлений конвейера. Эмаль МЛ-1110 ГОСТ 20481-80 представляет собой суспензию пигментов в растворах алкидных и меламиноформальдегидных смол и орга- 35 нических растворителей с добавлением специальных добавок. Окраску изделий е © N производят в окрасочных камерах методом распыления. В сушильной камере при температуре 130°С высыхание окрашенной поверхности происходит за счет испарения легколетучих растворителей и образования меламиналкидных полимерных пленок. Дефектные эмалевые покрытия с деталей, а также с приспособлений конвейера и решеток окрасочной камеры снимают методом окунания изделий в ванны объемом 2-3 м3 с раствором NaOH 150-200 г/л при температуре 85-95°С в течение нескольких часов. Со временем в рабочем растворе накапливаются остатки эмали, поэтому производят замену ванны. Слитый отработанный раствор с концентрацией NaOH 100-150 г/л, сухим остатком 1-15 г/л, плотностью 1,01-1,05 г/см3 имеет гетерогенный состав, в котором твердая фаза представляет собой остатки высохших при 130°С эмалей, а жидкая фаза - щелочной раствор с остатками несконденсированных смол от деталей окрасочной камеры. При охлаждении твердая фаза выпадает в осадок, а в щелочном растворе остаются несконденсированные макромолекулы, образующие структурированные системы и связанные межмолекулярными силами сцепления. В случае меламиноформальдегидных и алкидных смол обычные взаимодействия между макромолекулами усиливаются за счет наличия полярных групп. Возникающие межмолекулярные силы (Вандер-Ваальса) имеют ориентационную природу. Щелочной раствор с остатками смол представляет собой гель, устойчивый при комнатной температуре. в © и о і >* сн-сн-сн9-с-о-с6н^-о в 1 1 ^ 0 он 1 Є 0 меламиноформальдегидная смола алкидная смола н он о- сн - сн - сн0 с - о - с, н 0= C - R 0 : -о-сн2 —— ^ - сно6 i2y о - ( с н 2 ) 2 - V с ы з з" м -(сн 2 ) 2 -а О -о - с6 н^. - о 0 -С: 0 II і с-сн-сн І І он н меламиналкидная смола 15613 FeO 1,8-2,2 0,8-1,2 3,2-3,5 3,8 Пространственная ориентация происходит за счет избыточных зарядов азота и кислорода. МпО 4,2 СаО Отсутствует. МдО SГрануляцию шлака производят при выгрузке его из вагранки следующей крупности: Ваграночный граншлак производства чугуна ПО "АвтоЗАЗ" содержит следующие компоненты: в % SiO2 41-45 АІгОз 16-18 размер отверстий сита в свету, мм полный остаток на сите, в % по весу 0,63 79,6 дно 100 0,14 98 1,25 70,4 2,5 22,2 5 7,1 0,315 92,3 Ваграночный граншлак подвергают по - чная бетонная смесь, которую используют молу до удельной поверхности 3000-4000 15 для производства шлакоблочных камней. см /г. При затворении его водой наблюдают Бетонную смесь готовят следующим обслабую гидратацию. Добавка затворяющего разом: ваграночный граншлак производства щелочного раствора способствует ускорению чугуна, молотый до удельной поверхности этого процесса. 3500-4000 см2/г, затворяют отработанным Молекулы щелочного алюмосиликата 20 щелочным раствором после отпаривания присоединяют воду, объем гелевидной фазы эмалей. На основе этого вяжущего, испольрастет. Возникающее внутрифазное давле зуя в качестве наполнителя немолотый вагние отжимает избыточную воду , происходит раночный граншлак производства чугуна с сближение частиц гидратов, начинают дей фракциями 0,14-0,63; 0,63-2,5; 2.5-5 в соотствовать присущие им силы взаимного при- 25 ношении соответственно 1,1:2,8:1. Изготавтяжения. При этом идет процесс ливают образцы шлакоблочных камней с конденсации с образованием кристалличе заданными прочностными характеристикаской структуры, стабилизирующейся во вре ми. Уплотнение производят прессованием. мени. Оставшиеся молекулы воды Примеры составов бетонных смесей предвключаются в эту же структуру. 30 ставлены в табл.1. Синтезируется практически нераствоПри изменении указанных пределов моримая четырехкомпонентная система лотого ваграночного граншлака и щелочного компонента происходит ухудшение прочноМегО • АІгОз • SiO2 * НгО, где стных характеристик бетонной смеси. УвеMe - щелочной металл. В случае использования растворов отпа- 35 личение содержания молотого граншлака увеличивает время начала схватывания , ривания имеющиеся в щелочи остатки неуменьшение его ниже 15% - снижает его сконденсированных смол оказывают прочность. Изменение пределов по содерсвоеобразное влияние на кристаллическую жанию щелочного раствора влияет на качеструктуру. При взаимодействии щелочного раствора отпаривания с вяжущим происхо- 40 ство бетонной смеси аналогичным образом. дит одновременно процесс набухания обраБыли проведены испытания предлагаемой бетонной смеси по показателям поризовавшегося щелочного алюмосиликата и взаимодействия его с гелем меламиналкид-ной стости, щелочестойкости и водопоглощению и сопоставлены с аналогичными показателясмолы. Если при затворении вяжущего чистыми щелочными растворами идут про- 45 ми по а.с. 966073. цессы гидратации, набухания, вытеснения Высокие показатели щелочестойкости воды, то в данном случае внутрифазное давление (стадия вытеснения воды) усиливается за предлагаемой бетонной смеси связаны с счет присутствующих в растворе остатков смол. тем, что в качестве затворяющего раствора использован высокощелочной раствор едкоПри сушке наблюдается одновремен- 50 ная го натрия, а гранулированный ваграночный поликонденсация смол и щелочных алюшлак имеет слабокислую реакцию по сравмосиликатов. Путем взаимопроникновения нению с кислым доменным шлаком. вяжущего и макромолекул смолы идет сшивание четырехкомпонентной системы Водопоглощение предлагаемой бетон[ЯіМегО • AI2O3 * S1O2 ' H2OR2K 55 ной смеси более низкое по сравнению с прототипом за счет более плотной упаковки где Ri - меламиноформальдегидный остаток многокомпонентной системы, вхождения в смолы, ее структуру радикалов сконденсированных R2 - остаток алкидной смолы. При смешении наполнителя с полученным меламиналкидных смол и вытеснения ими молекул воды из лор. вяжущим образуется достаточно про 15613 Таб л и ц а 1 Содержание компо 1 Кол-во Кол-во Сроки схватыва Прочно Коэфф. нентов смеси бетона компо щелочн. ния сть при размяг нентов, мас.% п/п Марка р-раот массы смеси, начало, конец, ч ч еж., МПа чения 15 9 245 1115 9 0,88 9 305 1135 10 0,88 10 410 1240 15 0,9 Ваграночный граншлак, молотый Щелочной раствор с 2 3 эмалью концентрации 10% Ваграночный граншлак, немолотый Ваграночный граншлак, молотый Щелочной раствор с эмалью концентрации 10% Ваграночный граншлак немолотый Ваграночный граншлак, молотый Щелочной раствор с эмалью концентрации 10% Ваграночный граншлак, немолотый 50 с 7,65 77,35 75 17 8 75 100 26 9 65 Таблица 2 Сравнительная характеристика бетонных смесей Свойства Образцы составов по прототипу по предлагаемому составу 1 Пористость, % Щелочестойкость, % Водопоглощение, % 3 1 2 3 5,7 92 5.7 6,1 94 5,4 7,1 96 4.9 5,6 98 4,7 6,0 98.5 4,5 6,8 98 4.6 Техред М.Моргентал Упорядник Замовлення 2 4192 Коректор А.Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101