Жаростойкие бетоны 
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, 0С, 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, Fe2O3 - 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 Аl2О3 -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, Аl2О3 - не менее 14
|
1100
|
Портландцемент
|
|
|
9
|
Бетонный из лома жаростойких бетонов с шамотным заполнителем на жидком стекле
|
ТУ 15-76
|
Na2O - 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
|
Аl2О3 - 28 - 45, Fe2O3 - 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, Al2O3 - 8 - 9, CaO - 42 - 45, MgO - 7 - 8, MnO - 4,5 - 8, Fe2O3 - 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, Fe2O3 - не более 2,5
|
1100
|
Портландцемент, жидкое стекло с нефелиновым шламом или саморассыпающимися шлаками
|
|
|
15
|
Титаноглиноземистый
|
-
|
Al2O3 - не менее 68, СаО - не более 17, ТiO2- не более 12
|
1400
|
Высокоглиноземистый цемент
|
|
|
16
|
Хромо глиноземистый шлак
|
-
|
А12Оз не менее 75, СаО - не более 10, MgO - не более 2, Сг2О3 - не более 9
|
1600
|
То же
|
|
|
17
|
Периклазошпинельные
|
-
|
MgO - cв. 40 до 80, Al2O3 -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*
|
А12О3 св. 72-90,
Fe2O3 - не более 1,5
|
1500
1800
|
То же
Ортофосфорная кислота 70 %-й концентрации
|
|
|
20
|
Корундовые
|
ГОСТ 23037 -78*, ТУ 14-8-384-81
|
А12O3 - не менее 90
Fe2O3 -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.
б = 1-сЗ/ сЗ.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/BBlgЗy (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/сЗ.К)/(0,33 + В/ВВ) (9)
где РЗ, сЗ.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 - сЗ/ сЗ.К/ 0,33 + д/сД + (1 + д)·В/ВВ (10)
PД = РЦ · д (11)
где РЗ; сЗ.К - см. формулу (1), д - см. формулу (4), сД - 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 = PЗW/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 б сЗ.Ж (КИЗ - 0,3)/ сЗ (13)
где РЗ, б, КИЗ, сЗ - см. формулу (1); сЗ.Ж - плотность жидкого стекла, г/см3.
Расход тонкомолотой добавки определяют по формуле
РД = 0,6VС.Ж·сД (14)
где VС.Ж - объем жидкого стекла, который вычисляется по формуле (15)
VС.Ж = РС.Ж/сС.Ж (15)
где сД - 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.
Страницы: 1, 2
|
|
