СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВОБОДНОГО ОКСИДА КАЛЬЦИЯ В ВЫСОКОКАЛЬЦИЕВОЙ ЗОЛЕ Российский патент 1994 года по МПК G01N33/38 G01N31/00 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при получении золосодержащих вяжущих, растворов, бетонов, автоклавных и обжиговых материалов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения свободного СаО в высококальциевой золе, включающий определение его содержания химическим методом, снятие рентгенограммы золы, определение отношения интенсивностей пиков свободного СаО и кварца (SiO₂), установление зависимости между содержанием свободного СаО и отношением интенсивностей пиков, определение свободного СаО поступающей партии золы по установленной зависимости.

Недостатком указанного способа является недостаточно высокая чувствительность и скорость анализа, а также пониженная точность, обусловленная колебанием содержания кварца в золах и высокой абсолютной погрешности рентгеновского метода, составляющей 5-15% . Кроме того, этим способом не предусматривается определение содержания в золе свободного СаО менее 1,0% .

Целью изобретения является повышение точности, чувствительности и ускорение определения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения содержания свободного СаО в высококальциевой золе, включающем определение его содержания химическим методом, определение косвенной характеристики зол, установление зависимости между содержанием свободного СаО и косвенной характеристикой, согласно изобретению изготавливают зольное тесто при затворении золы водой, определяют начальную и максимальную температуру при его твердении, определяют разность температур, устанавливают зависимость между содержанием свободного СаО в золах и разностью температур, а содержание свободного СаО в золе поступающей партии определяют по установленной зависимости.

С целью сокращения времени определения максимальной температуры при твердении зольного теста золу затворяют 0,5-3% -ным раствором муравьиной кислоты, или 0,3-3% -ным раствором хлористого кальция или 0,3-3% -ным раствором хлористого аммония или 0,3-1,5% -ным раствором глицерина, или 0,5-1,5% -ным раствором этиленгликоля.

Определение свободного СаО по разности температур ( Δt) не требует сложного дорогостоящего оборудования и может выполняться в лаборатории любого завода стройматериалов или теплоэнергетики. Повышенная точность способа обусловлена тем, что при твердении золы с высокой точностью связана с основностью золы. Последняя прямо пропорциональна содержанию как общего, так и свободного СаО.

Погрешность определения Δt не превышает 5% абсолютных. Кроме того, предложенным методом можно определять содержание СаО и в золах с его содержанием менее 1,0% , т. к. такие высококальциевые золы тоже твердеют и дают свою разность температур.

Использование перечисленных растворов-затвердителей позволяет ускорить гидратацию и твердению зол, т. к. известно, что эти добавки являются ускорителями гидратации и эттрингитообразования.

Сравнение изобретения не только с прототипом, но и с другими техническими решениям в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Примеры конкретного осуществления изобретения.

На ТЭЦ отбирают 17 проб высококальциевых зол от сжигания бурых Канско-Ачинских углей. Химический состав их колеблется в следующих пределах: 20,5-43,01% ; 6,45-12,0; 9,82-12,67% ; 25,46-41,55 СаО; 3,15-5,25; 2,54-6,17% ; 1,11-11,6% потери при прокаливании; 4,96-11,59% свободного СаО этилово-глицератным методом и 0,34-5,70% свободного СаО этилово-сахаратным методом. Проводят рентгенофазовый анализ зол с содержанием свободного СаО более 1,0% и определяют отношение интенсивностей пиков свободного СаО и кварца. Данные приведены в таблице 1.

Каждую пробу золы затворяют водой или соответствующим раствором добавки-активизатора при водо-зольном отношении, равном 0,5. Определяют начальную и максимальную температуру при твердении зольного теста, вычисляют разницу температур (см. табл. 2).

По полученным данным устанавливают зависимость между содержанием свободного СаО и разностью температур. Параллельно устанавливают зависимость по прототипу (между СаО и ICaO/Iкварц).

О точности установленных зависимостей судят по коэффициентам парных корреляций, которые вычисляют по формуле
r=
Предложенным способом можно определить в золах содержание свободного СаО и менее 1,0% , что не предусмотрено прототипом. Определение свободного СаО предложенным способом достаточно просто не требует дорогостоящего оборудования и может быть выполнено работником низкой квалификации. Длительность определения разности температур для разных проб зол колеблется от 20 до 120 мин. С целью ускорения определения Δ t используют затворители-активизаторы. Использование их позволяет сократить время определения в 1,45-1,63 раза.

Но и в случае использования только водного затворителя длительность определения свободного СаО по предложенному способу не превышает длительность его определения по прототипу.

Предложенные концентрации добавок-ускорителей являются оптимальными, т. к. при повышении концентрации происходит более интенсивное гашение свободного СаО и не пропорциональное, в связи с этим, выделение тепла. Точность зависимостей ухудшается, коэффициенты корреляции уменьшаются до 0,60. В случае уменьшения концентрации добавок затворителей менее 0,3-0,5% наблюдается также некоторое снижение коэффициентов корреляции, а значит точности устанавливаемой зависимости, кроме того, эффект ускорения определения максимальной температуры значительно снижается, и существенно не отличается от определения Δ t на воде.

Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом обеспечивает повышение точности (коэффициент корреляции увеличивается от 0,50 до 0,75-0,79), упрощение процедуры (способ не требует сложного дорогостоящего оборудования), расширение диапазона определения свободного СаО (можно определить содержание свободного СаО и в золах с его содержанием менее 1% ). (56) Логвиненко А. Т. Рекомендации по технологии изготовления и применения растворов бетонов и строительных конструкций на основе или с добавками высококальциевых зол бурых углей Канско-Ачинского бассейна. Красноярск: Сибирь, 1989, с. 57, 45-50.

Использование: строительные материалы. Сущность изобретения: определяют содержание СаО в золе химическими методами, каждую пробу золы затворяют водой или 0,5 - 3,0 % -ным раствором муравьиной кислоты, или 0,3 - 3,0 % -ным раствором хлористого кальция, или 0,3 - 3,0 % -ным раствором хлористого аммония, или 0,3 - 1,5 % -ным раствором глицерина, или 0,5 - 1,5 % -ным раствором этиленгликоля. Определяют начальную и максимальную температуру при твердении зольного теста и находят разность температур. По полученным данным устанавливают зависимость между содержанием свободного CaO и разностью температур. Содержание свободного СаО в золе поступающей партии определяют по установленной зависимости. О точности устанавливаемой зависимости судят по коэффициенту парной корреляции. Положительный эффект: повышение точности, устранение необходимости в сложном дорогостоящем оборудовании, расширение диапазона определения свободного СаО. 2 табл.

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВОБОДНОГО ОКСИДА КАЛЬЦИЯ В ВЫСОКОКАЛЬЦИЕВОЙ ЗОЛЕ, включающий исользование заранее установленной зависимости между содержанием оксида кальция и косвенной характеристикой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, пробу приводят в контакт с водой, определяют начальную и максимальную температуры при твердении золы, а в качестве косвенной характеристики используют разность этих температур. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью ускорения определения, к воде добавляют 0,5 - 3,0% муравьиной кислоты или 0,3 - 3,0% хлористого кальция, или 0,3 - 3,0% хлористого аммония, или 0,3 - 1,5% глицерина, или 0,5 - 1,5% этиленгликоля.