| Содержание
Введение
Материалы для производства жаростойких бетонов
Требования к материалам для изготовления жаростойких бетонов
Расчет состава жаростойкого бетона
Список использованной литературы
Введение
Жаростойкий бетон — это специальный бетон, способный не изменять требуемые физико-механические свойства при длительном воздействии высокой температуры (свыше 200°С). В зависимости от вяжущего вещества различают жаростойкие бетоны на портландцементе и шлакопортландцементе, на высокоглиноземистом и глиноземистом цементе и на жидком стекле.
Жаростойкий бетон предназначается для промышленных агрегатов (облицовки котлов, футеровки печей и т.п.) и строительных конструкций, подверженных нагреванию (например, для дымовых труб). При действии высокой температуры на цементный камень происходит обезвоживание кристаллогидратов и разложение гидроксида кальция с образованием СаО. Оксид кальция при воздействии влаги гидратируется с увеличением объема и вызывает растрескивание бетона. Поэтому в жаростойкий бетон на портландцементе вводят тонко измельченные материалы, содержащие активный кремнезем.
Виды жаростойких бетонов
По предельно допустимой температуре применения жаростойкие бетоны подразделяются на 14 классов:
| Класс
|
Предельно допустимая температура применения, °С:
|
| 3
|
300
|
| 6
|
600
|
| 7
|
700
|
| 8
|
800
|
| 9
|
900
|
| 10
|
1000
|
| 11
|
1100
|
| 12
|
1200
|
| 13
|
1300
|
| 14
|
1400
|
| 15
|
1500
|
| 16
|
1600
|
| 17
|
1700
|
| 18
|
свыше 1800
|
По прочности на сжатие жаростойких бетонов в соответствии с СТ СЭВ 1406-78 установлены следующие классы: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40.
Различают жаростойкие бетоны следующих марок:
по средней плотности: D300; D400; D500; D600; D700; D800; D900; D1000; D1100; D1200; D1300; D1400; D1500; D1600; D1700; D1800;
по термической стойкости в водных теплосменах (бетоны плотной структуры со средней плотностью 1200-2900 кг/м3
): Твд5, Твд10, Твд15, Твд25, Твд35, Твд40
по термической стойкости в воздушных теплосменах: Твз5, Твз10, Твз15, Твз20, Твз25 (бетоны плотной структуры 500-1100 кг/м3
) Твз5, Твз10 (бетоны ячеистой структуры 600-1000 кг/м3
)
по морозостойкости (бетоны плотной структуры со средней плотностью 1200-2900 кг/м3
): F15, F25, F35, F50, F75
по водонепроницаемости (бетоны со средней плотностью 1200-2900 кг/м3
): В2, В4, В6, В8
Для жаростойких бетонов марок средней плотности D300-D1100 термическая стойкость в водных теплосменах, морозостойкость и водонепроницаемость не нормируется. Для жаростойких бетонов марок по средней плотности D300 и D400 не нормируется термическая стойкость в воздушных теплосменах.
В зависимости от способа укладки и уплотнения бетонной смеси, различают жаростойкие бетоны: вибрированные, трамбованные, прессованные, торкретированные (нанесение пневмо- или механическим способом).
Материалы для производства жаростойких бетонов
Жаростойкий бетон изготовляют на портландцементе с активной минеральной добавкой (пемзы, золы, доменного гранулированного шлака, шамота).
Шлакопортландцемент уже содержит добавку доменного гранулированного шлака и может успешно применяться при температурах до 700°С. Портландцемент и шлакопортландцемент нельзя применять для жаростойкого бетона, подвергающегося кислой коррозии (например, действию сернистого ангидрида в дымовых трубах). В этом случае следует применить бетон на жидком стекле. Он хорошо противостоит кислотной коррозии и сохраняет свою прочность при нагреве до 1000°С.
Еще большей огнеупорностью (не ниже 1580°С) обладает высокоглиноземистый цемент с содержанием глинозема 65-80%; в сочетании с высокоогнеупорным заполнителем его применяют при температурах до 1700°С.
Столь же высокой огнеупорности позволяют достигнуть фосфатные и алюмофосфатные связующие: фосфорная кислота алюмофосфаты и магнийфосфаты.
Жаростойкие бетоны на фосфатных связующих можно применять при температурах до 1700°С, они имеют небольшую огневую усадку, термически стойки, хорошо сопротивляются истиранию.
Заполнитель для жаростойкого бетона должен быть не только стойким при высоких температурах, но и обладать равномерным температурным расширением.
Бескварцевые изверженные горные породы как плотные (сиенит, диорит, диабаз, габбро), так и пористые (пемза, вулканические туфы, пеплы) можно использовать для жаростойкого бетона, применяемого при температурах до 700°С.
Для бетона, работающего при температурах 700-900°С, целесообразно применять бой обычного глиняного кирпича и доменные отвальные шлаки с модулем основности не более 1, не подверженные распаду.
При более высоких температурах заполнителем служат огнеупорные материалы: кусковой шамот, хромитовая руда, бой шамотных, хроммагнезитовых и других огнеупорных изделий.
Требования к материалам для изготовления жаростойких бетонов
1. Вяжущее
В табл. 1 приведены виды вяжущих для жаростойкого бетона, нормативные документы, требованиям которых они должны отвечать, а также дополнительные требования, учитывающие специфику их применения в жаростойком бетоне.
Таблица 1
| № п.п.
|
Вяжущее
|
Нормативный документ
|
Дополнительные требования
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
| 1
|
Портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, быстротвердеющий портландцемент
|
ГОСТ 10178
|
Марка цемента не ниже 400. Для бетонов с предельно допустимой температурой применения выше 300 °С употребляют только с тонкомолотой добавкой
|
| 2
|
Шлакопортландцемент
|
ГОСТ 10178
|
Марка не ниже 400. Необходимость введения тонко молотой добавки определяется величиной остаточной прочности бетона, которая должна быть не ниже требований табл. 9
|
| 3
|
Глиноземистый цемент
|
ГОСТ 969-77
|
Марка цемента не ниже 400
|
| 4
|
Высокоглиноземистый цемент
|
ТУ 21-20-60-84 и ТУ 6-03-339-78
|
Марка не ниже 400. Для бетонов, предназначенных для работы в условиях агрессивной водородной среды, содержание оксида железа не должно превышать 0,05 % и оксида кремнезема 0,1 %
|
| 5
|
Жидкое стекло силикат натрия растворимый
|
http://www.complexdoc.ru/ntd/483158
ГОСТ 13078
|
Модуль жидкого стекла 2,4-3. Модуль определяется по ГОСТ 13078-81*или по прил. 1. Плотность жидкого стекла 1,34-1,38г/см3
|
| 6
|
Ортофосфорная кислота
|
ГОСТ 10678
|
Концентрация ортофосфорной кислоты 50 или 70 % в зависимости от состава бетона. Методика разведения кислоты дана в прил.2
|
2. Отвердители
Для обеспечения процессов твердения жаростойких бетонов на жидком стекле необходимо введение отвердителей, требования к которым приведены в табл. 2. Нефелиновый шлам является вторичным продуктом производства алюминия из нефелиновой породы и для употребления должен быть размолот до удельной поверхности, значения которой приведены в табл. 2. Шлаки, саморассыпающиеся в результате силикатного распада, так же являются вторичными продуктами ферросплавных и металлургических заводов и могут использоваться без дополнительного помола.
Таблица 2
| №пп
|
Отвердители
|
Нормативный документ
|
Дополнительные требования
|
| 1
|
Кремнефтористый натрий технический
|
ТУ 6-08-01-1-81
|
Содержание Na2
SiF6
не менее 93 %
|
| 2
|
Нефелиновый шлам
|
-
|
Химический состав: СаО -50...... 55 %; SiO2
- 25 ... 30 %; FeO не более 4 %; Al2
O3
- не более 5 %, п.п.п. - не более 4,5 %. Удельная поверхность не менее 2500 см2
/г
|
| 3
|
Шлаки саморассыпающиеся в результате силикатного распада
|
ТУ 14-11-181-79
|
Химический состав: SiO2
-25...... 30 %, СаО - 40...... 50 %, Fe2
O3
+ FeO не более 1 %, А12
О3
- 4..8 % и других примесей не более 20 %. Удельная поверхность не менее 3000 см2
/г
|
3. Тонкомолотые добавки
Тонкомолотые добавки вводят в жаростойкий бетон на портландцементе для связывания свободного гидроксида кальция и обеспечения стойкости бетона в условиях воздействия высоких температур; в жаростойкий бетон на жидком стекле - для повышения температуры применения, улучшения удобоукладываемости бетонной смеси и обеспечения плотной структуры бетона; в жаростойкий бетон на ортофосфорной кислоте - для обеспечения твердения, улучшения удобоукладываемости бетонной смеси и обеспечения плотной структуры бетона. Тонкомолотые добавки могут быть промышленного изготовления или приготовлены размолом соответствующих материалов до удельной поверхности не менее 2500 см2
/г, в которых содержание свободных оксида кальция СаО и оксида магния MgО в сумме не должно превышать 3 %, а карбонатов - не более 2 %.
Виды тонкомолотых добавок и основные требования к ним приведены в табл. 3.
Таблица 3
| № п.п.
|
Тонкомолотая добавка
|
Нормативные документы, которым должны отвечать добавки
|
Содержание основных компонентов, %0
|
Рекомендуется применять для бетонов
|
| с предельно допустимой температурой, °С, не более
|
с вяжущим
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
| 1
|
Шамотная
|
ГОСТ 23037-78*
|
Аl2
О3
- 28 - 45,
Fе2
O3
- не более 5,5
|
1200
|
Портландцемент
|
| 1200
|
Быстротвердеющий портландцемент
|
| 1200
|
Жидкое стекло
|
| 1300
|
Ортофосфорная кислота концентрации 50 %
|
| 1400
|
То же, 70 %
|
| 2
|
Муллитокорундовая
|
То же
|
Аl2
О3
-72-90, Fе2
O3
-- не более 1,5
|
1800
|
Ортофосфорная кислота 70 %-й концентрации
|
| 3
|
Корундовая
|
То же
|
Аl2
О3
- св. 90, Fe2
O3
- не более 1
|
1800
|
То же
|
| 4
|
Магнезитовая (периклазовая)
|
То же
|
MgO - не менее 80
|
1600
|
Жидкое стекло
|
| 5
|
Глиноземистый цемент (при снижении активности молоть до удельной поверхности 2500 см2
/г)
|
ГОСТ 969-77
|
-
|
1000
|
Портландцемент
|
| 6
|
Силикат-глыба с удельной поверхностью 2500 см2
/г
|
ГОСТ 13079-81*
|
-
|
1000
|
То же
|
| 7
|
Бетонная из лома жаростойкого бетона на жидком стекле с шамотным заполнителем
|
ТУ 21 ЛитССР15-76
|
Na2
O - не более 4
|
1100
|
“
|
| 8
|
Бетонная из лома жаростойкого бетона на портландцементе с шамотным заполнителем
|
ТУ 21 ЛитССР 49-80
|
СаО - не более 41, Аl2
О3
- не менее 14
|
1100
|
“
|
| 9
|
Бетонная из лома жаростойкого бетона на глиноземистом цементе с шамотным заполнителем
|
ТУ 21 ЛитССР 49-80
|
СаО -не более 25,
Al2
O3
- не менее 33
|
1100
|
“
|
| 10
|
Кордиеритовая
|
ГОСТ 20419-83*
|
Содержание минерала кордиерит не менее 80, MgO-12-14, Fe2
O3
- не более 2,5
|
1100
|
“
|
| 11
|
Хромитовая
|
-
|
MgO - менее 40,
Сr2
О3
- не менее 25
|
600
|
“
|
| 12
|
Керамзитовая
|
ГОСТ 9759-83
|
SiO2
, - 55 - 80, Аl2
О3
- 7 - 21
|
1000
|
“
|
| 13
|
Из катализатора ИМ 2201 отработанного
|
ТУ 383021-78
|
Аl2
О3
- 60 - 80, Сг2
О3
- 10- 13, SiO2
- 8 - 10
|
1200
1100
|
Жидкое стекло
|
| 14
|
Из золы-унос
|
ГОСТ 25592-83
|
Аl2
О3
- не менее 20,
сульфатов в пересчете на SO3
- не более 4, потери при прокаливании не более 8
|
1100
|
Портландцемент
|
| 15
|
Из шлаков ферромарганца и силикомарганца
|
-
|
SiO2
-29 -35, Аl2
О3
- 8 -9, CaO -42 -45, Fe2
O3
-0,9-l, MgO-7-8, SO3
-2,5 -2,7, MnO-4,5 -8
|
800
|
Жидкое стекло
|
| 16
|
Из боя глиняного кирпича
|
-
|
SiO2
- 55 - 80, Аl2
О3
- 7-21
|
1000
|
Портландцемент
|
| 17
|
Из доменного, отвального, гранулированного и литого шлака
|
ГОСТ 5578-76
|
СаО и MgO - в сумме не более 48, в том числе MgO - не более 10, сульфатов в пересчете на SO3
- не более 5
|
800
|
То же
|
| 18
|
Из обожженных отходов обогащения асбеста
|
ТУ 21-РСФСР-1-297-84
|
SiO2
-40-45, MgO-
23 - 37, СаО - 1 - 9
|
1200
|
Жидкое стекло
|
| 19
|
Из шлака гранулированного силикомарганца
|
-
|
SiO2
- 44 - 50
|
1100
|
То же
|
4. Заполнители
Заполнители, применяемые в жаростойких бетонах, могут быть промышленного изготовления или приготовлены на месте производства работ дроблением соответствующих материалов.
Виды заполнителей для жаростойких бетонов, нормативные документы и рекомендуемая область применения заполнителей приведены в табл. 4.
Кусковой шамот и шамот из вторичных огнеупоров должны иметь водопоглощение не более 12 % массы материала. Для боя шамотных изделий и других заполнителей водопоглощение не нормируется.
Таблица 4
| № п.п.
|
Заполнитель
|
Нормативные документы и требования дополнительные
|
Содержание основных компонентов, %
|
Рекомендуется применять для бетона
|
| с предельно допустимой температурой применения, 0
С, не более
|
с вяжущим
|
| 1
|
Из доменных отвальных шлаков
|
ГОСТ 5578
|
СаО и MgO -в сумме не более 48, в том числе MgO - не более 10, сульфатов в пере-счете на SO3
-не более 5, свободных СаО и MgO -в сумме не более 2
|
700
|
Портландцемент, шлакопортландцемент
|
| 2
|
Аглопоритовые
|
ГОСТ 11991
|
Свободных СаО и MgO -в сумме не более 2, карбонатов - не более 2
|
900
|
То же
|
| 3
|
Из боя глиняного кирпича
|
-
|
То же
|
800
|
“
|
| 4
|
Шлаковая пемза (средняя плотность не более 750кг/м3
)
|
ГОСТ 9760
|
Свободных СаО и MgO - в сумме не более 1, Fe2
O3
- не более 5,5; сульфатов в пересчете на SO3
- не более 0,3
|
800
|
“
|
| 5
|
Из топливных шлаков и золошлаковая смесь
|
ГОСТ 25592
|
SiO2
и Аl2
О3
-в сумме не менее 75, СаО - не более 4, Потери при прокаливании не более 8, сульфатов в пересчете на SO3
-не более 3
|
800
|
Портландцемент, шлакопортландцемент
|
| 6
|
Из литого шлака (устойчивый против любого вида распада)
|
ГОСТ 5578
|
СаО и MgO - в сумме не более 48, в том числе MgO -не более 10, сульфатов в пересчете на SO3
- не более 5, свободных СаО и MgO - в сумме не более 2
|
800
|
То же
|
| 7
|
Гранулированный шлак
|
ГОСТ 5578
|
То же
|
600
|
“
|
| 8
|
Бетонный из лома жаростойких бетонов с шамотным заполнителем на портландцементе
|
ТУ 49-80
|
СаО - не более 41, Аl2
О3
- не менее 14
|
1100
|
Портландцемент
|
| 9
|
Бетонный из лома жаростойких бетонов с шамотным заполнителем на жидком стекле
|
ТУ 15-76
|
Na2
O - не более 4
|
1000
1200
|
Жидкое стекло с кремнефтористым натрием
Жидкое стекло с нефелиновым шламом или саморассыпающимися шлаками
|
| 10
|
Шамотные кусковые или из боя изделий или из вторичных шамотных огнеупоров (лом амотный)
|
ГОСТ 23037, ТУ 14-8-173 - 75
|
Аl2
О3
- 28 - 45, Fe2
O3
- не более 5,5
|
1000
1200
1300
1400
|
Жидкое стекло с кремнефтористым натрием
Жидкое стекло с нефелиновым шламом или саморассыпающимися шлаками, портландцемент
Глиноземистый цемент
Высокоглиноземистый цемент, ортофосфорная кислота 70 %-й концентрации
|
| 11
|
Из шлаков ферромарганца, силикомарганца
|
-
|
SiO2
- 29 - 35, Al2
O3
- 8 - 9, CaO - 42 - 45, MgO - 7 - 8, MnO - 4,5 - 8, Fe2
O3
- 0,7 - 1, SO3 - 2,5 - 2,7
|
800
|
Жидкое стекло с саморассыпающимися шлаками
|
| 12
|
Карборундовые
|
ТУ 14-261-73, ТУ 63-156-1-83
|
-
|
1100
|
Жидкое стекло с нефелиновым шламом или саморассыпающимися шлаками
|
| 13
|
Из предельного феррохрома
|
-
|
SiO2
-26 -35
|
1200
|
Глиноземистый цемент
|
| 14
|
Кордиеритовый
|
ГОСТ 20419-83*
|
Содержание минерала кордиерит не менее 80, MgO - в пределах 12-14, Fe2
O3
- не более 2,5
|
1100
|
Портландцемент, жидкое стекло с нефелиновым шламом или саморассыпающимися шлаками
|
| 15
|
Титаноглиноземистый
|
-
|
Al2
O3
- не менее 68, СаО - не более 17, ТiO2
- не более 12
|
1400
|
Высокоглиноземистый цемент
|
| 16
|
Хромо глиноземистый шлак
|
-
|
А12
Оз
не менее 75, СаО - не более 10, MgO - не более 2, Сг2
О3
- не более 9
|
1600
|
То же
|
| 17
|
Периклазошпинельные
|
-
|
MgO - cв. 40 до 80, Al2
O3
-15 -55
|
1600
|
Жидкое стекло с отвердителями
|
| 18
|
Муллитокордиеритовые
|
ГОСТ 20419-83**
|
Кордиерита не менее 15,
MgO -в пределах 3 -4,
Fe2O3 - не более 2,5
|
1300
|
Глиноземистый цемент
|
| 19
|
Муллитокорундовые
|
ГОСТ 23037 -78*
|
А12
О3
св. 72-90,
Fe2
O3
- не более 1,5
|
1500
1800
|
То же
Ортофосфорная кислота 70 %-й концентрации
|
| 20
|
Корундовые
|
ГОСТ 23037 -78*, ТУ 14-8-384-81
|
А12
O3
- не менее 90
Fe2
O3
-не более 1
|
1700
1800
|
Высокоглиноземистый цемент
Ортофосфорная кислота 70 %-й концентрации
|
| 21
|
Магнезитовые
|
ГОСТ 23037 -78*
|
MgO - не менее 80, СаО -не более 4
|
1400
|
Жидкое стекло с отвердителями
|
| 22
|
Из боя шамотных легковесных изделий
|
ГОСТ 23037 - 78*
|
-
|
1300
|
Ортофосфорная кислота 50 %-й концентрации
|
| 23
|
Вспученный перлит (средняя плотность не менее 350 кг/м3
)
|
ГОСТ 10832-83*
|
-
|
600
800
1100
|
Портландцемент
Жидкое стекло с отвердителями Глиноземистый цемент, Высокоглиноземистый
цемент
|
| 24
|
Вспученный вер- микулит (содержание недовспученных зерен вермикулита определяют по прил. 6)
|
http://www.complexdoc.ru/ntd/487211ГОСТ 12865-67
|
-
|
800
1000
1100
|
Жидкое стекло с кремнефтористым натрием
Портландцемент
Глиноземистый цемент
|
| 25
|
Керамзит (качество заполнителя для жаростойкого бетона определяют прил. 7)
|
ГОСТ 9759-83
|
Свободных СаО и MgO -в сумме не более 2, карбонатов - не более 2
|
800
1000
1100
|
Жидкое стекло с кремнефтористым натрием
Жидкое стекло с нефелиновым шламом или саморассыпающимися шлаками
Портландцемент
Глиноземистый цемент
|
| 26
|
Асбестовые
|
-
|
SiO2
- не менее 38, MgO - не менее 42, СаО - не более 1,4, Fe2
O3
- не более 4,5
|
1000
1100
|
Портландцемент
|
| 27
|
Из отходов обогащения асбеста
|
ТУ 21 РСФСР-1.297-84
|
SiO2
- 40 - 45, MgO-23-37, СаО - 1 - 9
|
1200
|
Портландцемент, жидкое стекло с саморассыпающимися шлаками
|
| 28
|
Диабазовый, базальтовый
|
-
|
SiO2
-40 -52
|
700
|
Портландцемент, шлакопортландцемент, жидкое стекло с отвердителями
|
| 29
|
Диоритовый, андезитовый
|
-
|
SiO2
- 52 - 65
|
700
|
То же
|
Для заполнителей, используемых в бетоне с предельно допустимой температурой применения выше 1200 °С, огнеупорность должна быть не менее величин, указанных в табл. 5.
Таблица 5
| Заполнитель
|
Огнеупорность, °С, не менее
|
| Шамотный и из боя шамотных легковесных изделий
|
1580
|
| Титаноглиноземистый
|
1650
|
| Хромоглиноземистый
|
1700
|
| Периклазошпинельный
|
1800
|
| Муллитокорундовый
|
1850
|
| Корундовый
|
1900
|
| Магнезитовый
|
Более 1900
|
Для заполнителей, применяемых в бетоне со средней плотностью после сушки менее 900 кг/м3
, средняя насыпная плотность заполнителя должна быть не более величин, указанных в табл. 6
Таблица 6
| Заполнитель
|
Средняя насыпная плотность, кг/м3
|
| Перлит
Керамзит
Вспученный вермикулит
Из боя шамотных легковесных изделий
|
300-500
350-800
100-200
500-800
|
Рекомендуемый зерновой состав заполнителей для жаростойкого бетона, кроме керамзита:
Таблица 7
| Заполнитель
|
Максимальная крупность зерен, мм
|
Полный остаток, % массы, на сите с отверстиями размером, мм
|
| 20
|
10
|
5
|
2,5
|
1,2
|
0,6
|
0,3
|
0,14
|
| Мелкий
|
5
|
-
|
-
|
0,5
|
10-30
|
20-55
|
40-70
|
70-95
|
80-100
|
| Крупный
|
20
|
0-5
|
30-60
|
90-100
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
| “
|
10
|
-
|
0-5
|
90-100
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Рекомендуемый зерновой состав керамзитового заполнителя:
Таблица 8
| Размер отверстий сита в свету, мм
|
20
|
10
|
5
|
1,25
|
0,14
|
| Полный остаток на ситах, % массы
|
0-5
|
25-40
|
45-65
|
70-75
|
80-100
|
Особое внимание следует уделять чистоте заполнителя. Наличие в заполнителе включений известняка, доломита, гранита и др. не допускается.
Заполнители для жаростойкого бетона, получаемые кратковременным обжигом природных пород (перлит и вермикулит), не должны содержать недовспученных зерен.
Расчет состава жаростойкого бетона
Для расчета определяют: активность цемента; количество частиц менее 0,14 мм в мелком заполнителе; кажущуюся плотность заполнителя (плотность в куске); оптимальную насыпную плотность смеси мелкого и крупного заполнителей (без зерен мельче 0,14 мм) ; плотность материала.
Усредненные характеристики заполнителей, которые можно использовать только для расчета ориентировочного расхода материалов, приведены в таблице. Для получения более точных данных необходимо определять опытным путем насыпную плотность и водопоглощение.
Расход смеси мелкого и крупного заполнителей Р3
, кг на 1 м3
бетонной смеси, определяется по формуле
Р3
= 1000/(  +  ) (
1)
где Киз - коэффициент избытка вяжущего теста;
 - кажущаяся плотность заполнителей, г/см3
 - насыпная плотность заполнителей, г/см3
,
 - пустотность заполнителя.
α = 1-ρЗ
/ ρЗ.К.
(2
)
Коэффициент избытка вяжущего теста Киз
является одной из важнейших величин, обеспечивающих заданную удобоукладываемость бетонной смеси и влияющих на прочностные характеристики жаростойких бетонов.
Для жаростойких бетонов на жидком стекле коэффициент избытка определен экспериментальным путем и составляет 1,5.
Для жаростойких бетонов на цементных вяжущих для определения коэффициента избытка устанавливают водовяжущее отношение В/Вв
, необходимое для обеспечения заданной прочности бетона, по формуле
В/ВВ
= nAB
/(R+ l,3nAB
) (3
)
где n коэффициент качества заполнителя (см. таблицу) ; R - контрольная прочность на сжатие, МПа; АB
- активность вяжущего (0,5-0,75 АЦ
).
АВ
= АЦ
/(1+д) (4
)
где АЦ
- активность цемента, МПа; д - количество тонкомолотой добавки в частях массы цемента.
Коэффициент избытка вяжущего теста определяют по формуле
lgKИЗ
= 0,64 - B/BB
lgЗy (5
)
где у - удобоукладываемость бетонной смеси, с.
Расход смеси мелкого и крупного заполнителей (сумма объемов) на 1 м3
бетонной смеси находится в пределах 0,9 -1,4 м3
.
Для тяжелых и облегченных бетонов расход заполнителя составляет 0,9 1,1 м3
, для легких - 1 - 1,4 м3
.
| Заполнитель
|
Насыпная плотность г/см3
|
Кажущаяся плотность (плотность в куске), г/см3
|
Плотность, г/см3
|
Водопоглощение, %
|
Коэффициент качества заполнителя n
|
| Из боя обыкновенного глиняного кирпича
|
1,2
|
1,7
|
2,53
|
15-20
|
0,35
|
| Керамзитовый и аглопоритовый
|
0,3-0,8
|
0,6-1,7
|
2,55
|
-
|
0,3-0,4
|
| Шамотный
|
1,4
|
2-2,25
|
2,65
|
5-15
|
0,4
|
| Муллитовый
|
1,8
|
2,3-2,6
|
2,9-3,1
|
2-5
|
0,6
|
| Муллитокорундовый
|
2,2
|
2,45-3
|
3,1-3,6
|
2-5
|
0,6
|
| Корундовый
|
2,7
|
2,8-3,1
|
3,6-4
|
0,8-5
|
0,6
|
| Кордиеритовый
|
1,3
|
1,85
|
2,6
|
7
|
0,4
|
| Магнезитовый
|
2
|
2,7
|
3,4-3
|
4-9
|
-
|
| Периклазошпинельный
|
2,8
|
3,3
|
3,7
|
4-9
|
-
|
| Из доменных литых, отвальных и гранулированных шлаков
|
0,6-2,2
|
1,8-2,7
|
2,75
|
2-12
|
0,5
|
| Шлаковая пемза
|
1,2
|
1,7
|
-
|
-
|
-
|
| Из шлаков титаноглиноземистых (ферротитана)
|
1,7
|
2,3
|
2,9
|
0,1-1
|
0,6
|
| Базальтовые
|
1,8
|
3
|
3,1
|
0-1
|
0,6
|
| Диабазовые
|
1,8
|
3
|
3,1
|
0-1
|
0,6
|
| Андезитовые
|
1,7
|
2,9
|
3
|
0-1
|
0,6
|
| Диоритовые
|
1,7
|
2,9
|
3
|
0-1
|
0,6
|
| Бетонные из лома жаростойких бетонов с шамотным заполнителем
|
1,4
|
2
|
2,65
|
10-15
|
0,4
|
Примечание. Коэффициент n является эмпирическим и учитывает влияние вида и прочности заполнителя на прочность бетона
Расход мелкого РЗ.М
и крупного - РЗ.К
заполнителей для бетона на цементных вяжущих определяют по формуле
РЗ.М
= РЗ.К
= РЗ
/2 (6)
где РЗ
- см. формулу (1).
Расход мелкого и крупного заполнителей для бетона на жидком стекле определяют по формулам:
РЗ.К
= РЗ
/1,65 (7
)
РЗ.М
= РЗ
- РЗ.К
(8)
Расход глиноземистого и высокоглиноземистого цементов и шлакопортландцемента вычисляют по формуле
РЦ
= (1000 - РЗ
/ρЗ.К
)/(0,33 + В/ВВ
) (9
)
где РЗ
, ρЗ.К
- см. формулу (1).
Количество глиноземистого и высокоглиноземистого цементов и шлакопортландцемента на 1 м3
тяжелых и облегченных бетонов составляет 400-600 кг, легких - 200-350 кг.
Расход портландцемента РЦ
, кг, и тонкомолотой добавки РД
, кг, для бетонов на портландцементе вычисляют по формулам:
РЦ
= (1000 - ρЗ
/ ρЗ.К
/ 0,33 + д/ρД
+ (1 + д)·В/ВВ
(10
)
PД
= РЦ
· д (11
)
где РЗ
; ρЗ.К
- см. формулу (1), д - см. формулу (4), ρД
- плотность тонкомолотой добавки, г/см3
.
Количество портландцемента на 1 м3
тяжелых и облегченных бетонов составляет 300-500 кг, легких 200-350 кг.
Количество тонкомолотой добавки всех видов (кроме силикат-глыбы) в жаростойком бетоне на портландцементе составляет 0,3 частей по массе, силикат-глыбы - 0,1 частей по массе цемента.
Расход воды РВ
, кг (л), на 1 м3
бетонной смеси на цементных вяжущих определяют по формуле
РВ
= PЗ
W/100 + (РЦ
+ РД
) В/ВВ
(12
)
где РЗ
- см. формулу (1); W - водопоглощение заполнителя, %; РЦ
- см. формулу (9); РД
- см. формулу (11).
Расход жидкого стекла вычисляют по формуле
РС.Ж
= РЗ
α ρЗ.Ж
(КИЗ
- 0,3)/ ρЗ
(13)
где РЗ
, α, КИЗ
, ρЗ
- см. формулу (1); ρЗ.Ж
- плотность жидкого стекла, г/см3
.
Расход тонкомолотой добавки определяют по формуле
РД
= 0,6VС.Ж
·ρД
(14)
где VС.Ж
- объем жидкого стекла, который вычисляется по формуле (15)
VС.Ж
= РС.Ж
/ρС.Ж
(15
)
где ρД
- плотность материала, из которого изготовлена тонкомолотая добавка, г/см3
Расход отвердителя РО
зависит от расхода жидкого стекла по массе и составляет: для кремнефтористого натрия - 0,1-0,12 частей по массе для бетонов со всеми тонкомолотыми добавками (кроме магнезита) и бетона с тонкомолотым магнезитом - 0,08-0,1 частей по массе.
Для нефелинового шлама, саморассыпающегося шлака со всеми (кроме магнезита) тонкомолотыми добавками - 0,3 частей по массе с тонкомолотой добавкой из магнезита - 0,12 частей по массе.
Ориентировочно количество жидкого стекла на 1 м3
бетона составляет 250-400 кг.
Список использованной литературы
1. Пособие к СНИП 3.09.01 3.03.01
2. Технология бетонов. Учебник Ю. М. Бженов – М.: издательство АСВ, 2002.
|