Способ обработки кварцевого песка

 

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к способу термообработки заполнителя - кварцевого песка с целью интенсификации твердения бетона, повышения его прочности и плотности. Сущность изобретения: термообработка проводится при температуре 800-900°С в течение 30-40 мин. Для приготовления бетона используют кварцевый песок, охлажденный на воздухе до температуры 20 ± 5°С. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 04 В 20 /10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

О

ЬЭ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4852490/33 (22) 18,07;90 (46) 07,04,93. Бюл. KL 13 (71) Новополоцкий политехнический институт им, Ленинского комсомола Белоруссии (72) Ю.И,Киреева, А.Г.Назин и И.В.Садовский (56) Авторское свидетельство СССР

% 157256, кл. С 04 В 20/10, 1962. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КВАРЦЕВОГО

ПЕСКА

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий и Может быть использовано для интенсификации твердения, повышения прочности и плотности бетона, в который в качестве мелкого заполнителя входит кварцевый песок.

Цель изобретения — интенсификация твердения бетона, повышение прочности и плотности.

Поставленная цель достигается тем, что нагрев кварцевого песка осуществляют со скоростью 10-15 С/мин до температуры

800-900 С и выдерживают в течение 3050 мин при заданной температуре.

Как показали результаты химического и реитгенографического анализов в результате термообработки в песке произошли следующие изменения: перекристаллизация гексагональных кристаллов кварца в тонкочешуйчатый кристобалит, характеризующийся повышенной реакционной способностью; разложение примесей карбоната кальция с образованием окиси кальция — негашеной извести; отсутствие органических примесей в песке после термообработки.

„.,5U„, 1807028 А1 (57) Изобретение относится к строительным материалам, в частности к способу термообработки заполнителя — кварцевого песка с целью интенсификации твердения бетона, повышения его прочности и плотности.

Сущность изобретения: термообработка проводится при температуре 800-900 С в течение 30 — 40 мин. Для приготовления бетона используют кварцевый песок, охлажденный на воздухе до температуры

20 + 5 С. 3 табл.

Выявленные изменения обусловили: резкое повышение начальной температуры смеси песок + цемент + вода за счет экзотермической реакции гашения извести с t8 Ñ (контрольный) до 29 С; ускорение схватывания и твердения бетона; повышение на 30 плотности бетона за счет реакции гашения извести и перехода кварца из одной формы в другую, процессов, сопровождающихся расширением системы; увеличение марки бетона на 30 — 40 в результате перевода песка из инертного заполнителя в активный компонент смеси.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом и другими аналогичными решениями в области строительных материалов показал, что предлагаемый режим термообработки кварцевого песка существенно отличается от известных и приводит, как следствие, к проявлению ранее не фиксируемых эффектов, Влияние термообработки на активность .кварцевого песка изучалось на цементнопесчаных составах мелкозернистого бетона.

1807028

Таблица 1

Пример. Активированный заполнитель готовят следующим образом.

Карьерный кварцевый песок нагревают со скоростью 10 — 15 С/мин до температуры

800 — 900 С и выдерживают 30 — 40 мин при заданной температуре, затем охлаждают в течение 40 — 60 мин при комнатной температуре до 20 5 С, Обработанный песок смешивают с портландцементом и водой. Из полученной пластичной массы для испытаний готовят образцы-балочки размером

54х4х16 см, которые твердеют одни сутки, 28 и 56 в естественных условиях. Влияние термообработки песка на интенсивность твердения, прочность и плотность бетона, характеризующуюся показателем водопоглощения по массе, указаны в табл.1.

Из табл.1 следует, что наибольшее ускорение твердения, прирост марочной прочности и повышение плотности бетона наблюдается в интервале температур 800900 С. Это согласуется и с данными химического и рентгенографического анализов, которые свидетельствуют об образовании свободной окиси кальция и переходе кварца в реакционно-активный кристобалит. Так как имеющие место преобразования сопровождаются увеличением обьема в еще пластичной системе, ограниченной металлической формой, приводят к повышению плотности и прочности бетона (табл.1), Из табл,1 и результатов анализов следует также, что термообработка при 700 С не вызывает значительных изменений. Выдерживание песка при 1000 С приводит даже к деструктивным процессам вследствие резкой потери подвижности смеси и появлению трещин в поверхностном слое образцов, при дальнейшем твердении, в результате заполнения трещин продуктами гидратации размеры их к 29 суткам значительно уменьшились. Те е менее прочность и плотность этих образцов занижены.

Недобор прочности состаяил 24 ф, (табл.1).

Влияние времени вь дер>кивания песка при оптимальной темпеРатуре на Свойства бетона указано в табл.2

Как следует из данных табл.2, время выдерживания существенно влияет на интенсивность твердения, прочность и плотность бетона. В случае непродолжительного выдерживания в течение 20 мин, в песке не успевают пройти полностью по всему объему те химические превращения (перекристаллизация кварца, разложение карбоната кальция), которые приводят к заявляемым

"О эффектам. Более длительное выдерживание песка (50 мин), как показали эксперименты, не оказывает значительного влияния на свойства бетона.

Влияние температуры охлаждения

15 представлено в табл,3, Из результатов табл,3 следует, что снижение температуры ниже оптимальной (до

10 С) значительно замедляет сроки схватывания и весь процесс твердения в целом, 20 особенно в первые сутки.

Превышение температуры (до 350С) наоборот, вследствие ускорения химических реакций приводит к резкому сокращению сроков схватывания, что в свою очередь предопределяет несколько дефектную структуру.

Последнее повлияло отрицательно как на водопоглощение бетона, так и на его прочность.

30 Применение предлагаемого способа термообработки песка позволит не только повысить прочность и плотность бетона естественного твердения, но и в результате наблюдаемого экзотермического эффекта

35 при твердении создает условия твердения бетона на морозе.

Формула изобретения

Способ обработки кварцевого песка, 40 включающий нагрев и последующее охлаждение, отличающийся тем, что, с целью интенсификации твердения бетона, повышения его прочности и плотности, нагрев осуществляют со скоростью 10-15 С/мин

45 до температуры 800-900 С, и выдерживают в течение 30 — 40 мин при заданной температуре.

1807028

Продолжение табл, 1

Табли ца 2 ь

Составитель Г.Гладких

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор, С.Патрушева

Заказ 1358 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. ужгород. ул.Гагарина, 101