СПОСОБ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОСТАВА СЕРНОГО БЕТОНА
(51) 7 G01N33/38, C04B28/36
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие
--------------------------------------------------------------------------------
(14) Дата публикации: 2004.11.10
(21) Регистрационный номер заявки: 2001104684/03
(22) Дата подачи заявки: 2001.02.19
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.02.19
(43) Дата публикации заявки: 2003.02.20
(45) Опубликовано: 2004.11.10
(56) Аналоги изобретения: ЕЛФИМОВ В.А., ВОЛГУШЕВ А.Н. Подбор составов серных бетонов, Строительные материалы, №10, 1991, 28-29. SU 1278709 A1, 23.12.1986. SU 1599771 A1, 15.10. 1990. SU 934372 A, 07.06.1982. SU 567138 A, 30.07.1977. RU 2093487 C1, 20.10.1997.
(72) Имя изобретателя: Королев Е.В. (RU); Прошин А.П. (RU)
(73) Имя патентообладателя: Пензенская государственная архитектурно-строительная академия (RU)
(98) Адрес для переписки: 440028, г.Пенза, ул. Г. Титова, 28, ПГАСА, патентный отдел
(54) СПОСОБ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОСТАВА СЕРНОГО БЕТОНА
Изобретение относится к технологии бетона, а именно к способам проектирования состава серного бетона, предназначенного для защиты от ионизирующих излучений. Технический результат - возможность проектирования состава радиационно-защитного серного бетона с заданной средней плотностью. В способе проектирования состава серного бетона радиационно-защитного с заданной средней плотностью определяют объемную долю серной мастики, а затем осуществляют расчет расходов на 1 м3 бетона мелкодисперсного наполнителя, серы, крупного и мелкого заполнителей. Расчет объемной доли серной мастики и расходов компонентов бетона проводят в указанной последовательности по расчетным формулам. 1 табл.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к технологии бетона, а именно к способам проектирования состава серного бетона, предназначенного для защиты от ионизирующих излучений.
Известны способы проектирования состава бетона [1...4], которые применяются для определения начального состава тяжелого, легкого и ячеистого бетонов.
Недостатком указанных методов является то, что они предназначены для определения состава бетона на минеральных вяжущих веществах (цементном, силикатном, гипсовом и др. связующих) и поэтому не учитывают специфических свойств серного связующего. Кроме того, для определения состава бетона по этим способам в качестве критериев для оптимизации (расчета) начального состава пользуются: для расчета состава тяжелого бетона - средним уровнем прочности, а для проектирования легкого и ячеистого бетонов - средним уровнем плотности. Однако эти критерии оптимизации не применимы для подбора начального состава радиационно-защитных бетонов, для которых важным показателем их эффективности является средняя плотность.
Наиболее близким к изобретению является способ определения состава серного бетона [5], который заключается в экспериментальном определении подвижности серобетонной смеси, коэффициентов раздвижки зерен наполнителя и сухой смеси заполнителей и в последующем расчете расходов компонентов бетона.
Недостатком указанного метода является то, что для проектирования состава серного бетона необходимо проведение большого количества материало- и энергоемких экспериментальных исследований. Кроме того, указанный способ не позволяет проводить проектирование состава радиационно-защитного серного бетона с заданной средней плотностью.
Целью изобретения является определение состава радиационно-защитного серного бетона с заданной средней плотностью.
Поставленная цель достигается тем, что в способе проектирования состава серного бетона, включающем расчет расходов серы, мелкодисперсного наполнителя, крупного и мелкого заполнителей на 1 м3 бетона, для проектирования серного бетона радиационно-защитного с заданной средней плотностью, определяют объемную долю серной мастики по формуле
где см - объемная доля серной мастики, м3/м 3;
б - проектируемая средняя плотность бетона, кг/м 3; н - средняя плотность заполнителя и наполнителя, кг/м 3; с - средняя плотность серы, кг/м3; Н - массовая степень наполнения серной мастики наполнителем, при которой прочность мастики максимальна, кг/кг, а затем осуществляют расчет указанных расходов по формулам:
- расход мелкодисперсного наполнителя [Мн], кг/м3
- расход серы [Mc], кг/м3
- расход крупного заполнителя [Мкр], кг/м 3
- расход мелкого заполнителя [Ммл], кг/м 3
где см, н, с, Н - то же, что и в формуле (1); r - соотношение между массами мелкого и крупного заполнителей (r=0,4...0,6), кг/кг.
Для проектирования состава радиационно-защитного серного бетона по предлагаемому способу необходимо иметь следующие исходные данные: 1) значение проектируемой средней плотности серного бетона, кг/м3; 2) значения средних плотностей заполнителя, наполнителя и серы, кг/м3; 3) значение массовой степени наполнения серной мастики, кг/кг.
Проектирование состава радиационно-защитного серного бетона проводят следующим образом. Для бетона с заданной средней плотностью по формуле (1) определяют объемную долю серной мастики. Затем по формуле (2) расход мелкодисперсного наполнителя, а по формуле (3) - расход серы. Далее по формулам (4) и (5) определяют расходы соответственно крупного и мелкого заполнителей.
Пример расчета.
Задание: Рассчитать начальный состав радиационно-защитного серного бетона со средней плотностью 4300 кг/м3 при следующих исходных данных: средняя плотность серы - 2070 кг/м3 ; средняя плотность заполнителя и наполнителя - 5100 кг/м 3; массовая степень наполнения серной мастики - 1,25 кг/кг.
Расчет проводим на 1 м3 затвердевшего бетона.
1) Определение объемной доли серной мастики. Расчет проводим по формуле (1):
где
2) Определение расходов серы и мелкодисперсного наполнителя. Вычисление ведем по формулам (2) и (3):
3) Определение расхода крупного заполнителя. Расчет ведем по формуле (4):
где r=0,5.
4) Определение расхода мелкого заполнителя по формуле (5):
Рассчитанный по предлагаемому методу начальный состав радиационно-защитного серного бетона приведен в таблице.
На основе рассчитанного состава были изготовлены образцы с геометрическими размерами 100×100×100 мм. Образцы после выдержки в течение 7 суток были подвергнуты испытаниям. Экспериментальные значения средней плотности серного бетона составили 4260...4305 кг/м3. Сравнение экспериментальных данных и теоретических значений показывает, что относительная погрешность предлагаемого метода не превышает 10%.
Источники информации
1. ГОСТ 27006-86 Правила подбора состава.
2. Патент RU №2005699, С 04 В 28/00. Способ проектирования состава песчаного бетона /Голубев А.И. (Россия) - опубл. 15.01.1994.
3. Патент RU № 2079839, G 01 N 33/38. Способ проектирования состава тяжелого бетона /Голубев А.И. (Россия) - опубл. 20.05.1997.
4. Баженов Ю.М. Технология бетона. - М.: Высшая школа, 1987, - с.229-245.
5. Елфимов В.А., Волгушев А.Н. Подбор составов серных бетонов. //Строительные материалы. № 10, 1991. - С.28-29.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ проектирования состава серного бетона, включающий расчет расходов серы, мелкодисперсного наполнителя, крупного и мелкого заполнителей на 1 м3 бетона, отличающийся тем, что для проектирования серного бетона радиационно-защитного c заданной средней плотностью определяют объемную долю серной мастики по формуле
где см - объемная доля серной мастики, м3/м 3;
б - проектируемая средняя плотность бетона, кг/м 3;
н - средняя плотность заполнителя и наполнителя, кг/м 3;
с - средняя плотность серы, кг/м3;
Н - массовая степень наполнения серной мастики наполнителем, при которой прочность мастики максимальна, кг/кг,
а затем осуществляют расчет указанных расходов по формулам
М н - расход мелкодисперсного наполнителя, кг/м3
Mc - расход серы, кг/м3
М кр - расход крупного заполнителя, кг/м 3
Ммл - расход мелкого заполнителя, кг/м 3
где см, н, с, Н - то же, что и в формуле (1);
r - соотношение между массами мелкого и крупного заполнителей (r=0,4...0,6), кг/кг.
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела
