СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗОЛОБЕТОНОВ Российский патент 1998 года по МПК C04B40/00 

Изобретение относится к технологии изготовления строительных материалов и может быть использовано в строительной индустрии.

Известен способ изготовления золобетонной смеси на основе высококальциевой золы ТЭС и песка при обработке золы водяным паром под давлением 0,6 МПа в автоклаве в течение 45 мин с последующим помолом и смешением с заполнителем [1].

Однако известный способ обладает следующими недостатками: весьма трудоемок, малопроизводителен, требует применения дорогостоящего оборудования периодического действия.

Известен также способ изготовления золобетонов с применением в качестве заполнителя летучих зол от сжигания пылевидного топлива, заключающийся в предварительном изготовлении гранул сферической формы из золы и минерального вяжущего с последующим их смешиванием с цементным раствором или тестом [2]. Этот способ принят в качестве прототипа.

Недостатками прототипа являются малая прочность за счет использования кислой золы, высокий расход цемента, используемого для предварительного изготовления гранул, а также в качестве вяжущего в цементном тесте или растворе.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении прочности бетона и сокращении расхода цемента как для получения заполнителя, так и минерального вяжущего.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления золобетонов, включающем перемешивание гранулированного зольного заполнителя, минерального вяжущего, песка и воды, используют гранулированный зольный заполнитель, полученный из высококальциевой золы с содержанием CaO_своб 9 - 25%, а в качестве минерального вяжущего - продукт помола этого заполнителя до дисперсности 4000 - 6000 см²/г с добавкой цемента или основного топливного шлака.

Эффект связан с тем, что, обладая способностью к самостоятельному твердению, высококальциевая зола позволяет получить зольные гранулы без применения дополнительного вяжущего. Содержащиеся в золе CaO_своб свыше 9% клинкерные минералы, гипс и активная стеклофаза позволяют использовать высококальциевую золу в составе минерального вяжущего. Ограничение CaO_своб 25% определяется предельным возможным значением по результатам экспериментальных сжиганий бурых углей.

Ограничения удельной поверхности молотой золы связаны с оптимальными прочностными характеристиками. При S_уд менее 4000 см²/г прочность молотого зольного вяжущего недостаточна для осуществления данного способа. При S_уд более 6000 см²/г рост прочности незначителен и не окупает дополнительных энергетических затрат на помол вяжущего.

Предлагаемый способ изготовления золобетонов с использованием гранулированного зольного заполнителя, полученного из высококальциевой золы, и последующим помолом этого заполнителя с добавкой цемента или основного топливного шлака улучшает потребительские свойства высококальциевой золы, повышает прочность золобетонов за счет частичной гидратации оксида кальция 9 - 25%, разрушения стекловидных оболочек, окружающих CaO_своб, усреднения золы.

Способ изготовления золобетонов осуществляют следующим образом.

Высококальциевая зола из силосов со склада поступает к смесителю. В смеситель непрерывного действия подают воду или раствор химических добавок для увлажнения золы до влажности 15 - 17 %. Увлажненную золу подают в тарельчатый гранулятор, где гранулируют до получения гранул округлой формы диаметром 5 - 15 мм. Из гранулятора сырцовые гранулы подают на транспортер для обеспечения предварительного набора прочности в течение 1 ч. до 0,5 МПа. С конвейера гранулированный зольный заполнитель элеватором подают в силоса склада. После набора прочности гранулированный зольный заполнитель направляют в сушильный барабан, в котором его влажность снижают до 1 - 3 %. Из сушильного отделения гранулированный зольный заполнитель подают в бункер-накопитель, часть - в помольное отделение. Помол производят в мельнице непрерывного действия. В мельницу также подают добавку - цемент или основный топливный шлак - в количестве 15 - 20 %. При работе мельницы происходят одновременно и помол и перемешивание молотого гранулированного заполнителя с добавкой цемента или основного топливного шлака. Готовое минеральное вяжущее поступает в бетоносмесительное отделение, куда из бункера-накопителя подают и гранулированный зольный заполнитель. После дозировки минерального вяжущего, гранулированного зольного заполнителя, песка и воды производят смешение компонентов в смесителе принудительного действия по известной технологии. Готовую бетонную смесь подают в формовочное отделение.

В процессе твердения золобетонов происходит значительный рост прочности, что является следствием твердения как гранулированного зольного заполнителя, полученного из высококальциевой золы с содержанием CaO_своб 9 - 25%, так и зольного минерального вяжущего, являющегося продуктом помола этого заполнителя до дисперсности 4000 - 6000 см²/г с добавкой цемента или основного топливного шлака.

Как видно из данных таблицы, использование гранулированного зольного заполнителя, полученного из высококальциевой золы, и продукта его помола в качестве минерального вяжущего позволяет сократить расход цемента и значительно повысить прочность золобетона по сравнению с прототипом.

При опытно-промышленной проверке предлагаемого способа изготовления золобетонов получены бетоны марок М50-200 состава на 1 м³: гранулированный зольный заполнитель 0,8 - 0,9 м³; минеральное зольное вяжущее 200 - 500 кг/м³, песок 350 - 600 кг/м³, вода - остальное. Таким образом, экономия цемента по сравнению с известными способами составила 70 - 75%

Изобретение позволяет повысить прочность золобетонов и сократить расход минерального вяжущего (цемента) путем использования гранулированной высококальциевой золы в качесте заполнителя и компонента вяжущего. Гранулированный зольный заполнитель, полученный из высококальциевой золы, используют без дополнительной добавки минерального вяжущего. Помол этого заполнителя с добавкой цемента или основного топливного шлака повышает потребительские свойства золы и позволяет использовать ее в качестве минарального вяжущего в составе золобетонов. 1 табл.

Способ изготовления золобетонов, включающий перемешивание гранулированного зольного заполнителя, минерального вяжущего, песка и воды, отличающийся тем, что используют гранулированный зольный заполнитель, полученный из высококальциевой золы с содержанием СаO_{с в о б .} 9 - 25%, а в качесве минерального вяжущего - продукт помола этого заполнителя до дисперсности 4000 - 6000 см²/г с добавкой цемента или основного топливного шлака.