Высокопрочный бетон с активированным минеральным наполнителем
Для получения бетонов марок М600... ...М800 обычно используют цементы активностью 550...800, мытые фракционированные заполнители и эффективные суперпластификаторы. При этом традиционная технология предусматривает совмещение и перемешивание компонентов в бетоносмесителе.
С позиций полиструктурной теории композиционных строительных материалов, типичным представителем которых является бетон, приготовление смеси целесообразно осуществлять по разделительному принципу. По этой технологии в обычных или высокоскоростных смесителях готовят цементное связующее, которое совмещают затем с заполнителем в основном смесителе, получая бетонную смесь повышенной однородности с одновременным сокращением продолжительности процесса и расхода цемента.
С использованием раздельной технологии приготовления смеси нами получен высокопрочный бетон на рядовых и даже низкомарочных цементах. При этом часть цемента (17...50 %) с целью экономии заменяли минеральным активированным наполнителем. Наполнитель готовили измельчением люберецкого кварцевого песка в шаровой струйной или вибрационной мельнице до удельной поверхности 1800...5000 см2, г с добавкой в процессе измельчения анилина 0,15—0,20% массы.
Цементное связующее получали путем перемешивания цемента, наполнителя,: суперпластификатора С-3 и воды в скоростном смесителе с окружной скоростью 23 м/с в течение 1,5-2 мин. Использовали белгородский цемент марки ООО, составы связующего приведены в табл. 1.
Объем воды регулировали из условия обеспечения равноподвижности смесей указанных составов, подвижность которых составила соответственно 17; 17,7; 18; 18,7; 17, 18 и 17 см. Механические войства наполненного цементного кам- ч ая определяли на образцах размером 40X40X160 мм, изготовленных по описанной технологии и испытанных по стандартной методике (табл. 2).
Из табл. 2 видно, что замена до 50% цемента активированным кварцевым наполнителем в пластифицированных смесях позволяет получать цементный камень, прочность которого практически не уступает прочности ненаполненных составов. Показательно пластифицирующее действие сочетания «активированный наполнитель — С-3».
Бетонную смесь готовили в лопастном смесителе СБ-138 на базе цементного связующего пластифицированных составов 2, 4, 6. Использовали песок дмитровского карьера крупностью 0,14... .2,5 мм и гранитный щебень фракции 3...10 и 10...20 мм. Составы бетонной .меси приведены в табл. 3.
Жесткость смесей указанных составов равнялась соответственно 11, 10, 5, 10 с. Показатели прочности бетона в различные сроки нормально-влажностного твердения при 15...20°С приведены в табл. 4.
Отформованные и прошедшие термовлажностную обработку одновременно с блоками контрольные образцы имели предел прочности при сжатии после термообработки 57,5...67,7 МПа, через 7, 28, 60 сут последующего твердения в
атмосферных условиях (при 10...25°С, 60...85%) соответственно 78—79, 95—105 и 108-109 МПа. Отформованные блоки имеют плотную структуру.
С учетом полученных результатов разработаны составы высокопрочного бетона на низкомарочных цементах и рядовых заполнителях. Состав 2 дублирован (см. табл. 3) на цементе марки 400 Ахангаранского завода на рассеянном песке с размером зерен до 2,5 мм и гранитном щебне крупностью 5—20 мм. Прочность бетона при сжатии после термообработки в возрасте 1, 7, 28 и 60 сут соответственно равна 35, 54, 76 и 81 МПа. Следовательно, при использовании активированного наполнителя бетон высоких марок может быть получен с экономией до 20% цемента.
Схема смесительного узла для получения бетонной смеси по разработанной технологии приведена на рисунке. По этой технологии были изготовлены дорожные плиты, арки, лотки. Расход цемента при формовании указанных конструкций снижен на 25% га счет замены его активированным минеральным наполнителем. Бетон изделий имеет предел прочности 73...79 МПа.
Получение высокопрочных бетсков с активированными минеральными наполнителями обеспечивает экономию а размере 4...5 р. на 1 м3 при использовании портландцемента марки 600 и до 10— ...12 р. при применении портландцемента марки 400.