Спосіб приготування бетону

1. Способ приготовления бетона, включающий смешение вяжущего, наполнителя, воды затворения с органической добавкой, механическую 29740 Можно говорить с достаточной степенью достоверности лишь об условном разделении процесса структурообразования на вторую и третью стадии, что вытекает и из физико-химических особенностей процесса твердения вяжущего, включающего процессы становления коагуляционной, конденсацинной, коагуляционно-кристаллизационной и с определенным допущением "чисто" кристаллизационных структур со взаимосвязанным проникновением их друг в друга, с преобладанием на том или ином этапе развития какой-либо из них. Прикладывать тепловлажностные воздействия, исходя из "начала" третьей стадии по кинетике структурообразования представляется не достоверным, что не позволяет при реализации способа по прототипу в полной мере реализовать потенциальные резервы, заложенные в особенностях структурообразовательных процессов материала, повысить прочность, сократить изотермический цикл при тепловлажностной обработке. В основу предлагаемого изобретения поставлена задача усовершенствования способа приготовления бетонной смеси за счет сокращения изотермического цикла при теплообработке, оптимизации времени приложения тепловоздействий, исключения субъективного подхода при определении по кинетической кривой начала третьей стадии процесса структурообразования. Это достигается благодаря привязке времени приложения тепловлажностных воздействий к продолжительности первой стадии процесса структурообразования в экспериментально определенном временном интервале, что позволяет наиболее достоверно назначить начало приложения тепловоздействий к сформированной оптимальной виброактивацией (в конце первой стадии) структуре бетонного материала, получить стабильное повышение прочности и, обеспечив необходимый запас прочности, скорректировать технологический цикл приготовления бетона таким образом, чтобы без ущерба для отпускной прочности, сократить изотермический цикл при теплообработке. Первая стадия в структурообразовательных процессах является как бы матрицей, основой для становления конечной кристаллизационной структуры, следовательно, привязка времени приложения тепловоздействий к продолжительности первой стадии обосновывается физико-химической природой процесса развития структуры бетонного тела и есть наиболее достоверной и приемлемой для проведения тепловлажностной обработки, что обеспечивает значительное повышение прочности бетона. Поставленная задача достигается тем, что в способе приготовления бетона, включающем смешение вяжущего, наполнителя, воды затворения с органической добавкой, механическую обработку в конце первой стадии процесса структурообразования и тепловлажностную обработку в начале третьей стадии процесса структурообразования, согласно настоящему изобретению, тепловлажностную обработку производят в переходном периоде между второй и третьей стадиями процесса структурообразования, по истечении 6-7,5 интервалов времени соответствующего продолжительности прохождения первой стадии процесса структурообразования. Дополнительно в воду затворе ния вводят электролит, например, хлорид кальция в количестве 0,2-1,0% от массы вяжущего. Способ осуществляют следующим образом. Для приготовления бетонной смеси заданного состава смешивают, например, портландцемент Каменец-Подольского цементного завода М400 с песком днепровским строительным (Мк~2), органической добавкой, а также электролитом, например, хлоридом кальция в количестве 0,2-1,0% от массы цемента, предварительно растворенных в воде затворения. Смесь можно готовить и в отсутствии электролита. Компоненты затворяют водой с добавками и перемешивают в смесителе (число оборотов превышает 100 об/мин), после чего на образце отобранной смеси определяют резонансным методом продолжительность первой стадии процесса структурообразования, по окончании первой стадии производят виброуплотнение бетонной смеси на стандартной виброплощадке в формах 15´15´15 см и оставляют твердеть в нормальных условиях. По истечении 6-7,5 интервалов времени, соответствующих продолжительности прохождения первой стадии процесса структурообразования в переходный период между второй и третьей стадиями процесса структурообразования образцы помещают в пропарочную камеру и подвергают тепловлажностной обработке. Примеры реализации способа Пример 1. Готовят бетонную смесь согласно ГОСТ 7473-76, например, состава, мас. %: 31 портландцемента Каменец-Подольского цементного завода М400, 58 песка днепровского строительного (Мк~2), 0,045 глицерина, 0,06 СаСl2. Добавки предварительно растворяют в воде затворения, которую берут в количестве 11 мас. %. Компоненты затворяют водой с добавками и перемешивают в смесителе (число оборотов 120 об/мин) в течение 2,0 мин, после чего на образце отобранной смеси определяют резонансным методом продолжительность первой стадии процесса структурообразования (40 мин). По истечении 40 мин (продолжительность первой стадии) производят виброуплотнение бетонной смеси на стандартной виброплощадке в формах 15´15´15 см в течение 4-х мин и оставляют твердеть в нормальных условиях (влажность 70-75%, температура 20-22°С). Через 240 мин (6-ть интервалов времени от продолжительности первой стадии) образцы помещают в пропарочную камеру и подвергают тепловлажностной обработке (по режиму 4+4+8+2, температура изотермического цикла 90±2°С), скорость подъема температуры составляет 22-23°С/ч. Пример 2. Осуществляют аналогично примеру 1, однако образцы подвергают тепловлажностной обработке через время 7 tст.1 , т.е. через 280 мин (режим 4,7+4+8+2). Пример 3. Выполняют так же, как и пример 1, образцы теплообрабатывают по истечении 7,5 tст.1 , т.е. через 300 мин (режим 5+4+8+2). Пример 4. Выполняют также, как и пример 1, образцы теплообрабатывают по истечении 5 tст.1 , т.е. через 200 мин (режим 3,3+4+8+2). 2 29740 Пример 5. Выполняют так же, как и пример 1, образцы теплообрабатывают по истечении 8,5 tст.1 , т.е. через 340 мин (режим 5,7+4+8+2). Пример 15. Выполняют как и предыдущий пример, однако теплообрабатывают по заводскому режиму (изотермический цикл 8,0 ч). Прототип. Результаты испытаний на прочность при сжатии представлены в таблице (числитель – прочность сразу после пропарки, знаменатель - после пропарки, через 28 сут). Если прикладывать тепловоздействия в период менее 6 tст.1 , то высокие прочностные свойства Пример 6. Выполняют аналогично примеру 3, однако изотермический цикл сокращают до 5,0 ч, теплообрабатывают по режиму 5+4+5+2. Пример 7. Выполняют так же, как и пример 1, однако электролит (например хлорид кальция) вводят в количестве 0,31 мас. %, т.е. 1,0% от массы вяжущего. Определяют продолжительность первой стадии (16 мин), уплотняют через 16 мин, теплообрабатывают по сокращенному режиму: 1,9+4+5+2. Пример 8. Выполняют так же, как и пример 7, однако электролит (например хлорид кальция) берут в количестве 0,46 мас. %, т.е. 1,5% от массы вяжущего. Уплотняют через 15 мин (продолжительность первой стадии). Теплообрабатывают также по сокращенному режиму. Пример 9. Выполняют так же, как и пример 1, однако электролит (например хлорид кальция) вводят в количестве 0,2 мас. %. Уплотняют через 20 мин ( tст.1 ). Теплообрабатывают: 2,5+4+5+2. бетона не достигаются, так как в твердеющем бетонном материале еще не развиты необходимые физико-химические условия (не завершены в достаточной мере процессы гидратации, перекристаллизации и т.п.), напротив, при тепловоздействии в период более 7,5 tст.1 прочностные свойства бетона растут в не столь значительной степени, даже снижаются, поэтому является нецелесообразным "передерживать" бетон перед тепловлажностной обработкой. Именно в отмеченном временном интервале наиболее целесообразно прикладывать тепловоздействия к твердеющему бетону. Введение в бетонную смесь дополнительно к органической добавке (пластификатору) электролита, например хлорида кальция (0,2-1,0% от массы цемента) позволяет регулировать (сокращать) продолжительность первой стадии и связанной с ней второй стадии, оптимизировать цикл вибротеплообработки. При введении электролита, например, хлорида кальция менее 0,2% от массы цемента продолжительность первой стадии фактически не сокращается, в то же время неоправданно увеличивается время выдержки бетона до теплообработки (5,0 ч). При содержании электролита, например, хлорида кальция более 1,0% от массы цемента tст.1 также не уменьшается, прочность бетона Пример 10. Выполняют так же, как и пример 1, однако электролит (например хлорид кальция) вводят в количестве 0,1 мас. %. Уплотняют через tст.1 =30 мин, теплообрабатывают по режиму 3,75+4+5+2. Пример 11. Выполняют также, как и пример 1, однако электролит (например хлорид кальция) вводят в количестве 0,05 мас. %. Уплотняют через 40 мин, теплообрабатывают по режиму 5+4+5+2. Пример 12. Готовят бетонную смесь состава, что и по примеру 1, однако добавки не вводят. Бетон обрабатывают по заводскому режиму: виброуплотняют на стандартной виброплощадке сразу после затворения, теплообрабатывают по режиму 3+4+8+2; температура изотермического цикла, что и по другим примерам выполнения, т.е. 90±2°С. Пример 13. Выполняют так же, как и пример 12, однако виброуплотнение производят через время 60 мин (продолжительность первой стадии для данного состава), теплообрабатывают по режиму 6+4+8+2. Пример 14. Выполняют как пример 9, однако без добавки электролита (например хлорида кальция); глицерин вводят в количестве 0,045 мас. %, виброактивируют в конце первой стадии, теплообрабатывают по сокращенному режиму. фактически не растет. Таким образом, тепловлажностные воздействия, прикладываемые в переходном периоде, между второй и третьей стадиями процесса структурообразования, по истечении 6-7,5 интервалов времени, соответствующих продолжительности первой стадии процесса структурообразования позволяют повысить прочность бетона при оптимизации процесса, сократить изотермический цикл без дополнительных материальных затрат на изменения технологического цикла. Посредством добавки электролита, например, хлорида кальция регулируют продолжительность первой стадии. 3 29740 Таблица № п/п 1 2 3 Состав бетонной смеси, мас. % 31 портландцемента М400; 58 песка строительного (Мк~2), 0,045 глицерина, 0,06 электролита (хлорида кальция), воды до 100% 31 портландцемента М400; 58 песка строительного (Мк~2), 0,045 глицерина;0,06 электролита (например хлорида кальция), воды - до 100% 31 портландцемента М400; 58 песка строительного (Мк~2); 0,045 глицерина; 0,06 электролита (например хлорида кальция), воды - до 100% t ст.1 , мин Начало приложения тепловоздействий n t ст.1 Режим теплообработки, ч Rсж., кг/см2 40 240 6 t ст.1 4+4+8+2 190/300 40 280 7 t ст.1 4,7+4+8+2 196/331 40 300 7,5 t ст.1 5+4+8+2 203/344 4 Тот же 40 200 5 t ст.1 3,3+4+8+2 161/262 5 -" 40 340 8,5 t ст.1 5,7+4+8+2 150/251 6 -" 40 300 7,5 t ст.1 5+4+5+2 179/295 16 113 7,5 t ст.1 1,9+4+5+2 180/300 15 112 7,5 t ст.1 1,9+4+5+2 189/270 20 150 7,5 t ст.1 2,5+4+5+2 169/291 30 225 7,5 t ст.1 3,75+4+5+2 160/269 40 300 7,5 t ст.1 5+4+5+2 163/272 60 180 3 t ст.1 3+4+8+2 107/200 60 360 6 t ст.1 6+4+8+2 170/277 25 150 6 t ст.1 2,5+4+5+2 166/285 25 3+4+8+2 155/261 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Тот же, однако электролита (хлорида кальция) - 0,31 мас. % (т.е. 1,0% от массы цемента) Тот же, однако электролита (хлорида кальция) - 0,46 мас. % (т.е. 1,5% от массы цемента) Тот же, однако электролита 0,2 мас. % (т.е. 0,64% от массы цемента) Тот же, однако электролита 0,1 мас. % (т.е. 0,32% от массы цемента) Тот же, однако электролита 0,05 мас. % (т.е. 0,16% от массы цемента) Тот же, однако без добавок, теплообработка по заводскому режиму (контрольный состав) Тот же, что и предыдущий, однако виброактивируют в конце первой стадии Состав как по примеру 9, однако без электролита - хлорида кальция (глицерина - 0,045 мас. %, т.е. 0,145% от массы цемента). Виброактивируют в конце первой стадии, теплообрабатывают по сокращенному режиму Тот же, что и по предыдущему примеру, теплообрабатывают по заводскому режиму 4 29740 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5