способ эффективного использования в качестве мелкого заполнителя отсевов дробления щебня из изверженных горных пород

Формула изобретения

1. Способ эффективного использования в качестве мелкого заполнителя для мелкозернистого бетона отсевов дробления щебня из изверженных горных пород, включающий разделение их на фракции и подбор оптимального гранулометрического состава указанных отсевов, отличающийся тем, что указанный подбор осуществляют с получением содержания частиц менее 0,16 мм - 15%, пустотности, не превышающей 38%, и Мкр, равного 2,5-3,0.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для мелкозернистого бетона на бетонных смесях с В/Ц не более 0,6 вводят органоминеральную добавку МБ-10-01 в количестве до 10% от массы цемента или пластифицирующую добавку С-3 в количестве до 1% от массы цемента.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для мелкозернистого бетона на бетонных смесях с В/Ц более 0,6 вводят пластифицирующую добавку С-3 в количестве до 1% от массы цемента для указанных пород основного состава или органоминеральную добавку МБ-10-01 в количестве до 10% от массы цемента для указанных пород кислого состава.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве мелкозернистых бетонов.

Известным способом использования отсевов дробления щебня из изверженных горных пород (далее отсевов дробления) в бетонах является их обогащение, т.е. удаление частиц менее 0,16 мм [1].

Однако после обогащения отсевы дробления необходимо применять в смеси с природными мелкими песками для получения равнопрочных бетонов с бетонами на природных песках. Кроме того, наблюдается ухудшение морозостойкости бетонов на обогащенных отсевах дробления.

Известен также способ применения отсевов дробления с содержанием пылевидных и глинистых частиц до 10% по массе в смеси с природным песком в мелкозернистых бетонах с комплексными пластифицирующими и воздухововлекающими добавками [2]. Этот способ по своей технической сущности и назначению наиболее близок к заявляемому и принят в качестве прототипа. Однако последний способ не позволяет полностью заменить природный песок отсевами дробления для получения высоких потенциально возможных результатов.

Задачей настоящего изобретения является получение эффективных мелкозернистых бетонов с отсевами дробления с повышенным содержанием частиц менее 0,16 мм. Она решается путем фракционирования отсевов дробления и подбора их оптимального гранулометрического состава с повышенным содержанием частиц менее 0,16 мм, являющихся активным наполнителем. Полученные фракционированные пески из отсевов дробления используют в бетонных смесях с модифицирующими добавками.

В работе использовалась органоминеральная добавка МБ-10-01, соответствующая требованиям ТУ 5743-073-46854090-98, в количестве до 10% от массы цемента и пластифицирующая добавка С-3 в количестве до 1% от массы цемента.

Сущность и отличительные признаки изобретения состоят в следующем. Способ эффективного использования в качестве мелкого заполнителя отсевов дробления щебня из изверженных горных пород отличается тем, что позволяет полностью заменить природный песок на песок фракционированный из отсевов дробления.

Другое отличие способа эффективного использования в качестве мелкого заполнителя отсевов дробления щебня из изверженных горных пород состоит в разделении отсевов дробления на фракции с подбором оптимального гранулометрического состава полученных фракционированных песков, исходя из следующих положений, обеспечивающих их доброкачественность:

1. Высокое содержание мелких фракций, в том числе частиц менее 0,16 мм.

2. Пустотность ( ) не должна превышать 38%.

3. Пески должны быть крупными (Мкр=2,5-3,0).

Пример подбора оптимального гранулометрического состава фракционированных песков из отсевов дробления указан в табл.1. В качестве представителя отсева дробления кислого состава принят отсев дробления гранита, а в качестве представителя отсева дробления основного состава - отсев дробления габбро-диабаза.

Таблица 1
Заполнитель	Частные остатки, %, на ситах с размером отверстий, мм							Мкр
	5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16	<0,16
Исходный отсев:
габбро-диабаза	28,7	9,1	13,9	16,5	10,8	6,0	15.0	3,22	40,2
гранита	20,2	6,0	10,0	16,9	15,5	11,0	20,4	2,64	41,5
Песок фракционированный из отсевов дробления	-	14,5	9,7	25,0	27,8	14	15	2,53	35,1
	-	14,0	10,2	23,0	22,2	15,6	15	2,55	36,0

Третье отличие способа эффективного использования в качестве мелкого заполнителя отсевов дробления щебня из изверженных горных пород состоит в том, что фракционированные пески из отсевов дробления с повышенным содержанием частиц менее 0,16 мм, являющихся активным наполнителем, можно применять в мелкозернистых бетонах на основе очень подвижных и литых бетонных смесей.

И последнее отличие предлагаемого способа эффективного использования в качестве мелкого заполнителя отсевов дробления щебня из изверженных горных пород состоит в учете вида и свойств отсева (кислый или основной состав) при назначении вида добавки. Так, для повышения прочности мелкозернистых бетонов на подвижных бетонных смесях (В/Ц не более 0,6) с фракционированными песками при назначении вида добавки. Так, для повышения прочности мелкозернистых бетонов на подвижных бетонных смесях (В/Ц не более 0,6) с фракционированными песками из отсевов дробления как кислого, так и основного состава добавляют любую из добавок: органоминеральную добавку МБ-10-01 или пластифицирующую добавку С-3, а в мелкозернистые бетоны на очень подвижных и литых бетонных смесях (В/Ц более 0,6) при использовании песка фракционированного из отсева дробления основного состава вводят пластифицирующую добавку С-3, а для песка фракционированного из отсева дробления кислого состава - органоминеральную добавку МБ-10-01.

Физико-химической основой эффективного использования отсевов дробления является способность частиц менее 0,16 мм отсевов дробления вступать в химическое взаимодействие с новообразованиями портландцемента с образованием комплексных труднорастворимых гидросиликатов кальция, что обеспечивает прочность цементной матрицы. Кроме того, в предлагаемом способе используются гидрофобно-гидрофильные свойства поверхности частиц менее 0,16 мм, что позволяет обеспечить получение эффективных мелкозернистых бетонов, в том числе на основе очень подвижных и литых бетонных смесей (В/Ц более 0,6).

Для отсевов дробления кислого состава, имеющих гидрофильную поверхность, характерна высокая адсорбционная способность частиц менее 0,16 мм по отношению к воде, что обеспечивает плотную и прочную структуру мелкозернистого бетона на основе очень подвижных и литых бетонных смесей (В/Ц более 0,6). Использование органоминеральной добавки МБ-10-01 на основе микрокремнезема повышает подвижность бетонной смеси, а следовательно, и эффективность использования свойств частиц менее 0,16 мм. Кроме того, повышается плотность цементного камня мелкозернистых бетонов с отсевами дробления кислого состава.

Для отсевов дробления основного состава, имеющих поверхность с низкой гидрофильностью, характерна более низкая адсорбционная способность частиц менее 0,16 мм по отношению к воде. В этом случае используют пластифицирующую добавку С-3. На низкогидрофильной поверхности частиц менее 0,16 мм отсевов дробления основного состава молекулы ПАВ располагаются гидрофобной частью в раствор, что гидрофилизирует поверхность. В результате применения добавки С-3 с отсевами дробления основного состава на фоне увеличения подвижности бетонной смеси увеличивается прочность цементного камня как в контактной зоне, так и в объеме.

В таблице 2 приведены примеры эффективного использования в качестве мелкого заполнителя песков фракционированных из отсевов дробления кислого и основного состава. Для сравнения приведены данные по прочности мелкозернистых бетонов на природном фракционированном песке.

Таблица 2
№ п/п	Вид песка фракционированного	добавка	Количество добавки, % от массы цемента	ОК, см	В/Ц	Прочность мелкозернистого бетона. Rсж, кгс/см2
						ТВО	28 суток
1	природный	-	-	5	0,56	122	200
2	из отсева дробления гранита	-	-	5	0,7	152	245
3	из отсева дробления габбро-диабаза	-	-	5	0,7	130	205
4	природный	МБ-10-01	9	10,5	0,7	142	230
5	из отсева дробления гранита	МБ-10-01	9	10,5	0,7	220	358
6	из отсева дробления габбро-диабаза	МБ-10-01	9	11,0	0,7	150	242
7	природный	С-3	0,9	6,5	0,5	140	220
8	из отсева дробления гранита	С-3	0,9	7	0,7	120	190
9	из отсева дробления габбро-диабаза	С-3	0,9	7	0,7	164	260
10	из отсева дробления гранита	МБ-10-01	9	2,5	0,5	335	550
11	из отсева дробления габбро-диабаза	С-3	0,9	2	0,5	252	468

Источники информации:

1. Анисимова Е.И. Зольникова Г.С. Опыт применения отсевов дробления в качестве мелких заполнителей для бетона // Тезисы докладов Всесоюзного совещания "Интенсификация производства нерудных строительных материалов" (г.Павловск, 20-22 сентября 1989 г.) / Центральное воронежское обл. правление ВИТОстройиндустрия. - М.: Стройиздат. - 1989. - С.232-236.

2. Якобсон М.Я. Бетон дорожный с использованием отсевов дробления изверженных горных пород для строительства автомобильных дорог. - Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Москва. - 2000. - 258 С.