СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА Российский патент 2000 года по МПК C04B38/02 

Изобретение относится к технике производства строительных материалов, а именно к изготовлению сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона, которая может быть использована для изготовления конструктивно-теплоизоляционных изделий.

Известно, что в настоящее время актуальной задачей является комплексное использование в строительной индустрии отходов различных видов промышленности, что не только уменьшает себестоимость строительных материалов, но и позволяет существенно снизить загрязнение окружающей среды. Таким массовым отходом, загрязняющим окружающую среду, являются различные виды золы, получаемые как продукт сжигания топлива на ТЭЦ, ТЭС, предприятиях металлургической промышленности.

Известны следующие технические решения, решающие проблему практической реализации этой глобальной проблемы.

Известен способ изготовления сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона путем смешения вяжущего, кремнеземистого заполнителя и газообразователя (RU 2083535, C 04 B 38/02, 1997).

При этом в качестве вяжущего используют сланцевую золу-уноса от пылевидного сжигания прибалтийских горючих сланцев, которую отбирают из мультициклонов, а в качестве заполнителя вводят песок или каменноугольную золу.

Такую золу-уноса получают при сжигании горючих сланцев в шахтно-мельничных топках ТЭЦ и используют без предварительного ее помола и/или гашения.

Известный способ позволяет:
- улучшить экологию,
- перевести дорогостоящее мокрое золоудаление на сухое;
- производство теплоэнергии на базе прибалтийских горючих сланцев сделать безотходным.

Известен способ изготовления золобетонов, включающий перемешивание гранулированного зольного заполнителя, минерального вяжущего, песка и воды (RU 94006519, C 04 B 28/18, 1995).

При этом в качестве заполнителя используют гранулы из высококальциевой золы с содержанием CaO_CB 9-25%, а в качестве вяжущего - продукт помола этих же гранул до дисперсности от 4000 до 6000 см²/г с содержанием цемента в вяжущем до 20%.

Известный способ также позволяет улучшить экологию за счет переработки высококальциевой золы при одновременном снижении (экономии) цемента в золобетоне при сохранении прочности бетона.

Известен способ изготовления бетонной смеси, включающей портландцемент, мелкий заполнитель и крупный заполнитель при следующем соотношении компонентов бетонной смеси, мас.%:
Портландцемент - 27,1 - 28,0
Мелкий заполнитель - 42,0 - 42,3
Крупный заполнитель - 16,7 - 16,9
Вода - Остальное
(RU 94001225, C 04 B 28/04, 1995). При этом в качестве мелкого заполнителя используют кварцевый песок, а в качестве крупного заполнителя - гравий, включающий, мас.%:
Гипс полуводный - 23,8 - 57,7
Зола ТЭС - 23,4 - 55,6
Вода - 20,6 - 21,9
Бетонная смесь, полученная известным способом, обладает пониженной стоимостью и более высокими прочностными свойствами.

Но, что более важно, известный способ позволяет массово, крупнотоннажно использовать промышленные отходы ТЭС и, тем самым, уменьшить отвалы, улучшая экологическую обстановку в регионах.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, содержащая зольный компонент, портландцемент и алюминиевую пудру (RU 94023197, C 04 B 38/02, 1995).

При этом известная сырьевая смесь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Зольный компонент - 50,5 - 50,9
Портландцемент - 49,0
Щелочной компонент - 0,1 - 0,5
Алюминиевая пудра сверх 100% - 0,1
а в качестве зольного компонента используют кислую золу гидроудаления с содержанием несгоревшего топлива 16-20% и удельной поверхностью 3000-3500 см²/г.

Известная сырьевая смесь может быть использована для изготовления конструктивно-теплоизоляционных изделий неавтоклавного твердения уменьшенной плотности при сохранении прочности и морозостойкости.

Однако известным техническим решением утилизируется продукт горения твердого топлива - грубодисперсная кислая зола.

В настоящее же время жизнедеятельность городских коммунальных хозяйств больших и средних городов производит большой объем промышленных и бытовых сточных вод, утилизация которых требует больших материальных и территориальных затрат и резко ухудшает экологию регионов.

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является возможность применения продуктов утилизации отходов городского коммунального хозяйства в строительной отрасли, тем самым обеспечивается как бы "безотходная" технология жизнедеятельности больших и средних городов.

При этом использование продукта утилизации сточных вод городского коммунального хозяйства - золы от сжигания промышленных и бытовых сточных вод - в составе сырьевой смеси для изготовления ячеистого бетона не вызывает ухудшения качества бетона, приготовленного на месте строительства без автоклавной термообработки.

Этот результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, содержащая зольный компонент, портландцемент и алюминиевую пудру, в качестве зольного компонента содержит золу от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства с удельной поверхностью 400-600 м²/кг, насыпной плотностью 600-800 кг/м³ и содержанием SiO₂ 1,5 - 2,0%, при следующим соотношении компонентов, мас.%:
Зола от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства - 38,4 - 61,4
Портландцемент - 38,4 - 61,4
Алюминиевая пудра - Остальное
Золу, используемую в предлагаемом способе, выпускают в пылевидном состоянии, а удельная поверхность цемента должна быть не менее 300 - 400 м²/кг.

Использование высокодисперсного заполнителя, имеющего удельную поверхность, равную или близкую к удельной поверхности вяжущего (цемента), обеспечивает при их равном или близком количестве в составе смеси такую кинетику вспучивания ячеисто-бетонной смеси, что плотность ячеистого бетона составляет 400 - 800 кг/м³ при высокой прочности и морозостойкости.

При этом необходимо отметить, что низкое содержание SiO₂ (1,5 - 2,0%) необходимо для проведения вспучивания ячеисто-бетонной массы с минимальным количеством воды, чтобы отрегулировать осадку массы после вспучивания и достигнуть оптимальных качественных показателей бетона.

Процесс твердения предлагаемого ячеистого бетона осуществляется достаточно активно во времени, что также обеспечивается тем, что все активные компоненты смеси имеют равную удельную поверхность, т.е. весь состав сухой смеси имеет гомогенный состав.

Такая утилизация золы от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства, расширяя сырьевую базу для производства ячеистого бетона неавтоклавного твердения, одновременно позволяет получать реальный технологический эффект.

Изготовление такой неавтоклавной газозолобетонной смеси осуществляют традиционным способом, изложенным в разделе 5 CH 277-80 (Баранов А.Т. и др., "Золобетон", М., 1960, стр. 5, 6, 19).

Данные испытания теплоизоляционного газозолобетона неавтоклавного твердения приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемое использование золы от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства в составе сырьевой смеси для изготовления ячеистого бетона неавтоклавного твердения (вид бетона: теплоизоляционный и конструкционно-теплоизоляционный) позволяет:
- улучшить экологическую ситуацию больших и средних городов:
- при минимальных капитальных затратах утилизацию промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства сделать безотходной;
- расширить сырьевую базу для производства ячеистого бетона с одновременным снижением себестоимости сырьевой смеси:
- получить строительную смесь, экологически чистую, не требующую дополнительных затрат.

Смесь относится к производству строительных материалов, а именно к изготовлению сырьевой смеси для неавтоклавного ячеистого бетона, который может быть применен для конструктивно-теплоизоляционных изделий. Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, содержащая зольный компонент, портландцемент и алюминиевую пудру, в качестве зольного компонента содержит золу от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства с удельной поверхностью 400-600 м²/кг, насыпной плотностью 600-800 кг/м³ и содержанием SiO₂ 1,5-2,0% при следующем соотношении компонентов, (в мас.%): зола от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства 38,4-61,4; портландцемент 38,4-61,4; алюминиевая пудра остальное. Техническим результатом является утилизация отходов городского коммунального хозяйства в строительной отрасли. 1 табл.

Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, содержащая зольный компонент, портландцемент и алюминиевую пудру, отличающаяся тем, что в качестве зольного компонента она содержит золу от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства с удельной поверхностью 400-600 м²/кг, насыпной плотностью 600-800 кг/м³ и содержанием SiO₂ 1,5-2,0% при следующем соотношении компонентов, в мас.%:
Зола от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства - 38,4-61,4
Портландцемент - 38,4-61,4
Алюминиевая пудра - Остальное