СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2009 года по МПК C04B28/02 C04B40/00 C04B111/20 

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, используемых для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций, устройства дорожных и аэродромных покрытий и стяжек, гидроизоляционных и торкретных работ.

Известен, например, способ получения цементно-водной суспензии и устройство для его осуществления, включающий перемешивание гидравлического вяжущего вещества, преимущественно цемента, с водой или с наполнителем и водой с физико-механической активацией цемента в составе получаемой в смесительном устройстве цементно-водной суспензии за счет кавитации. Предложенный способ получения цементно-водной суспензии и устройство для его осуществления позволяет получить такую бетонную смесь и бетон на ее основе, которые повышает прочность бетона в возрасте 28 суток (патент РФ 2257294, МПК В28С 5/16, опубл. 2005.05.20).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления бетонной смеси, заключающийся в том, что золу гидроудаления ТЭС, карбонатную пыль и добавку фильтрат цитрата кальция (ФЦК) активируют с частью воды затворения при соотношении твердой и жидкой фаз 1:1 в роторно-пульсационном аппарате в течение 1 мин при скорости вращения ротора 3000 об/мин с последующим перемешиванием полученной суспензии с остальными компонентами бетонной смеси и оставшейся частью воды затворения. (Авторское свидетельство СССР №1721036, МПК С04В 38/08.)

Задачей настоящего изобретения является разработка способа приготовления бетонной смеси, обладающей повышенной прочностью.

Предлагаемый способ заключается в том, что предварительно золу гидроудаления ТЭС активируют при водотвердом соотношении от 0,3 до 0,5 с частью воды затворения, вначале в течение 1,0-2,0 сек при скорости соударения частиц 20,0-30,0 м/сек, а затем в течение 2,0-3,0 сек при скорости соударения частиц 35,0-45,0 м/сек, а перемешивание полученной зольной суспензии с цементом, заполнителями и оставшейся частью воды затворения осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

цемент 270-340 зола гидроудаления 60-130 песок 510 крупный заполнитель 1260 вода 200

Предпочтительно использовать золу гидроудаления ТЭС следующего состава, мас.%:

SiO₂ 51,10 Al₂О₃ 23,14 Fe₂O₃ 8,94 FeO 2,28 TiO₂ 1,13 MgO 0,84 CaO 1,38 K₂O 3,12 Na₂O 1,54 примеси остальное

В зольную суспензию в процессе активации и/или после ее окончания дополнительно вводят различные функциональные добавки:

1 - пластифицирующие и водоредуцирующие; 2 - водоудерживающие или улучшающие перекачиваемость; 3 - замедлители схватывания и твердения; 4 - ускорители схватывания и твердения; 5 - кольматируюшие поры; 6 - газообразующие; 7 - воздухововлекающие; 8 - противоморозные.

В процессе активации происходит процесс раскалывания и частичное истирание золы, при этом наблюдается двухкратное увеличение удельной поверхности зольных частиц при невысоком удельном энергопотреблении - порядка 3,0 кВт на 1 тонну золы.

Технический результат - получение бетона с активированной зольной суспензией с характеристиками, обеспечивающими прирост прочности бетона на 20-30%.

В качестве активаторов для осуществления предлагаемого способа могут быть использованы дезинтеграторы, турбулентные и струйные смесители различного типа и т.п.

Примеры составов зольной суспензии, параметры активации золы гидроудаления ТЭС, имеющей состав, мас.%: SiO₂ 51,10; Al₂O₃ 23,14; Fe₂O₃ 8,94; FeO 2,28; TiO₂ 1,13; MgO 0,84; CaO 1,38; K₂O 3,12; Na₂O 1,54; примеси - остальное - представлены в табл.1. Соотношения компонентов бетонной смеси и показатели прочности получаемого бетона - в табл.2.

В качестве цемента в примерах выполнения использован портландцемент М 500 Д0 Старооскольского цементного завода, в качестве песка - строительный кварцевый песок, в качестве крупного заполнителя - гранитный щебень фракции 5-20 мм, в качестве добавки: пластифицирующая С-3; ускоритель твердения - сульфат натрия (СН); воздухововлекающая - смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ).

В результате проведенных испытаний установлено, что использование именно предложенного способа обеспечивает улучшение основных характеристик бетона.

Таблица 1 № примера Параметры активации золы Время активации, сек В/Т Скорость соударения частиц, м/сек начало конец начало конец 1 1,0 3,0 0,4 20,0 35,0 2 2,0 2,0 0,5 25,0 40,0 3 2,0 3,0 0,45 30,0 45,0

Таблица 2 Компоненты бетонной смеси и свойства бетона Соотношение компонентов бетонной смеси по составам,
кг/м³ 1 2 3 4 5 6 Цемент 270 340 280 270 340 280 Зола гидроудаления 120 60 130 120 60 130 Песок 510 510 510 510 510 510 Щебень 1260 1260 1260 1260 1260 1260 Вода 200 200 200 200 200 200 Добавка (% от массы цемента):
- пластификатор С-3 - 0,4%;
- ускоритель - сульфатнатрия - 0,5%;
- воздухововлекающая СНВ - 0,01%  
 
 
   
 
 
   
 
 
   
1,08
 
   
 
1,7
   
 
 
0,028 Rсж. в 28 сут, МПа 43,5 48,5 41,3 44,3 49,9 40,9 Примечание к табл.2: в приведенных составах использована зольная суспензия по таблице 1; в составах 1 и 4 - зольная суспензия по примеру 1, в составах 2 и 5 - по примеру 2, в составах 3 и 6 - по примеру 3.

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, используемых для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций, устройства дорожных и аэродромных покрытий и стяжек, гидроизоляционных и торкретных работ. Способ приготовления бетонной смеси включает предварительную активацию золы гидроудаления ТЭС с частью воды затворения с последующим перемешиванием полученной зольной суспензии с цементом, заполнителями и оставшейся частью воды затворения, причем золу гидроудаления ТЭС активируют при водотвердом отношении от 0,3 до 0,5, вначале при скорости соударения частиц 20,0-30 м/сек и в течение 1,0-2,0 сек, а затем в течение 2,0-3,0 сек при скорости соударения частиц 35,0-45,0 м/сек, а перемешивание полученной зольной суспензии с цементом, заполнителями и оставшейся частью воды затворения осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: цемент 270-340; зола гидроудаления ТЭС 60-130; заполнители: песок - 510; крупный заполнитель 1260; вода - 200. В указанном способе можно использовать золу гидроудаления ТЭС следующего состава, мас.%: SiO₂ 51,10; Al₂О₃ 23,14; Fe₂O₃ 8,94; FeO 2,28; TiO₂ 1,13; MgO 0,84; CaO 1,38; K₂O 3,12; Na₂O 1,54; примеси - остальное. В зольную суспензию в процессе активации и/или после ее окончания могут быть введены функциональные добавки. Технический результат - получение бетонов повышенной прочности. 1 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ приготовления бетонной смеси, включающий предварительную активацию золы гидроудаления ТЭС с частью воды затворения с последующим перемешиванием полученной зольной суспензии с цементом, заполнителями и оставшейся частью воды затворения, отличающийся тем, что золу гидроудаления ТЭС активируют при водотвердом отношении от 0,3 до 0,5, вначале при скорости соударения частиц 20,0-30 м/с и в течение 1,0-2,0 с, а затем в течение 2,0-3,0 с при скорости соударения частиц 35,0-45,0 м/с, а перемешивание полученной зольной суспензии с цементом, заполнителями и оставшейся частью воды затворения осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
цемент 270-340 указанная зола гидроудаления 60-130 заполнители:   песок 510 крупный заполнитель 1260 вода 200

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют золу гидроудаления ТЭС следующего состава, мас.%:
SiO₂ 51,10 Al₂O₃ 23,14 Fe₂О₃ 8,94 FeO 2,28 TiO₂ 1,13 MgO 0,84 CaO 1,38 K₂O 3,12 Na₂O 1,54 примеси остальное

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зольную суспензию при активации и/или после окончания дополнительно вводят функциональные добавки.