СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОТОСТОЙКОГО БЕТОНА Российский патент 2012 года по МПК C04B40/00 C04B28/26 C04B28/08 C04B111/23 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из кислотостойких бетонов.

Известен способ получения кислотостойкого бетона, включающий дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и их твердение с последующим выдерживанием изделий, причем в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска, а в качестве вяжущего используют золощелочное вяжущее, состоящее из золы-унос II поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с силикатным модулем n=1-2 и плотностью ρ=1,39-1,45 г/см³, формуют изделия вибропрессованием, а твердение осуществляют в камере ТВО при температуре 90-95°С в течение 10 часов с последующим выдерживанием распалубленных пропаренных изделий в течение 14 суток при влажности 100% и температуре 18-22°С [Патент РФ №2331605, 20.08.2008, 4 с].

Недостатками описываемого способа являются относительно высокая температура пропаривания, длительность процесса и невысокие показатели кислотостойкости получаемого бетона.

Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является способ получения строительного материала, включающий дозирование кварцевого песка и компонентов вяжущего, их перемешивание и формование образцов, тепловлажностную обработку, причем в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-унос, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области и углеродсодержащего жидкого стекла, изготовленного из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема и содержащего до 6-7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей - графита С и карборунда SiC с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,45-1,49 г/см³ [Патент РФ №2130904, 1999 г.].

Недостатками описываемого способа получения строительного материала являются относительно невысокие показатели кислотостойкости и использование в качестве сырья природного высококачественного материала - кварцевого песка.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение кислотостойкости бетона с одновременной заменой природного сырья техногенным.

Технический результат - повышение кислотостойкости бетона.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения кислотостойкого бетона включает подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их предварительное выдерживание и последующее твердение; в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза, содержащий 5-9 мас.% пылеватых и глинистых примесей, характеризующийся прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ=1550-1700 кг/м³ и модулем крупности М_к=3,7-4,0 при следующем соотношении фракций, %:

фр. 10 мм - 12,3; фр. 5 мм - 22,8; фр. 2,5 мм - 16,6; фр. 1,25 мм - 7,1; фр. 0,63 мм - 14,6; фр. 0, 315 мм - 15,1; фр. 0,14 мм - 8,2; фр. менее 0,14 мм - 3,3,

а в качестве вяжущего используют комбинированное золощелочное вяжущее, состоящее на 60 мас.% из золы-унос I поля и на 40 мас.% из отвальной золошлаковой смеси, на 17 мас.% состоящей из золы и на 83 мас.% состоящей из шлака, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г.Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего 1-3 мас.% β-SiC и 5-7 мас.% С, с силикатным модулем п=1 и плотностью ρ=1,30-1,45 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Указанная зола-унос I поля - 12,9-13,2; Указанная отвальная золошлаковая смесь - 8,6-8,8; Указанный отсев диабаза - 64,5-65,7; Указанное жидкое стекло - 12,4-14,0, подготовку алюмосиликатного компонента осуществляют совместным помолом в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 30 мин до остатка на сите №008 - 0,7-0,8%, формование изделий осуществляют вибрированием в течение 1-2 мин, после чего осуществляют выдерживание при температуре 18-20°С в камере нормального твердения в течение 3-6 час, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 80-85°С и атмосферном давлении в течение 7 часов.

Образцы для испытания готовили следующим образом.

В лабораторной шаровой мельнице производят совместный помол смеси, состоящей на 60 мас.% из золы-унос I поля, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г.Братска, и на 40 мас.% из отвальной золошлаковой смеси, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г.Братска и состоящей на 17 мас.% из золы и на 83 мас.% из шлака. Помол осуществляют в течение 30 мин до дисперсности, характеризуемой остатком на сите №008 - 0,7%. Свойства используемых золы-унос I поля и отвальной золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-5.

Таблица 1 Свойства золы-унос I поля, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г.Братска Насыпная плотность, кг/м³ Истинная плотность, кг/м³ Остаток на сите №008, % Влажность, % Потери после прокаливания (П.П.П.), % 867 2500 6,8 0,5 0,96

Таблица 2 Химический состав золы-унос I поля Содержание оксидов, мас.% SiO₂ Аl₂O₃ Fe₂O₃ СаО Na₂O K₂O SO₃ MgO 46,6 26,9 8,8 12,7 0,2 0,6 1,6 2,3

Таблица 3 Свойства отвальной золошлаковой смеси, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ Г.Братска Насыпная плотность, кг/м³ Истинная плотность, кг/м³ Влажность, % Прочность по дробимости (Др) Потери после прокаливания (П.П.П.), % Модуль крупности (Мкр) 1225 2677 1,2 Др 15 2,1  

Таблица 4 Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси Остатки на ситах, % Размеры отверстий сит, мм для шлака для золы 5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 менее 0,14 частные 12,7 17,5 24,7 19,3 8,8 12,7 4,3 полные 12,7 30,2 54,9 74,2 83 95,7 100

Таблица 5 Химический состав отвальной золошлаковой смеси Вид золошлакового отхода Массовое содержание компонентов, мас.% SiO₂ Аl₂O₃ Fe₂O₃ R₂O СаО_общ. СаО_cв. MgO SO₃ золошлаковая смесь 48,0 8,6 6,7 0,6 26,4 6,4 2,9 0,4 зола золошлаковой смеси 40,3 8,6 6,5 0,8 29,6 9,4 3,8 0,9 шлак золошлаковой смеси 66,3 7,9 5,3 3,8 14,0 - 2,1 0,7

Таблица 6 Свойства отсева от дробления диабаза Насыпная плотность, кг/м³ Истинная плотность, кг/м³ Прочность по дробимости (Др) Содержание пылеватых и глинистых примесей, % Влажность, % Модуль крупности (Мкр) 1550-1700 2675-2720 Др8 5-9 0 3,7-4,0

Таблица 7 Гранулометрический состав отсева от дробления диабаза Остатки на ситах, % Размеры отверстий сит, мм 10 5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 менее 0,14 частные 12,3 22,8 16,6 7,1 14,6 15,1 8,2 3,3 полные 12,3 35,1 51,7 58,8 73,4 88,5 96,7 100

Измельченный алюмосиликатный компонент комбинированного вяжущего перемешивают с заполнителем - отсевом от дробления диабаза, характеризующимся прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ_н=1550 кг/м³, модулем крупности Мк=3,8 и содержащим 6 мас.% пылеватых и глинистых примесей, в соотношении «Зола I поля : Золошлаковая смесь : Отсев от дробления диабаза» = 0,6:0,4:3. Свойства отсева от дробления диабаза представлены в таблицах 6, 7.

После этого смесь сухих компонентов затворяют жидким стеклом из микрокремнезема, содержащего 1 мас.% β-SiC и 6 мас.% С и характеризующегося насыпной плотностью 200 кг/м³, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,36 г/см³.

Смесь перемешивают в бетоносмесителе до однородного состояния, после чего на виброплощадке в течение 1-2 мин формуют образцы-балочки размером 4×4×16 см и помещают в камеру нормального твердения с температурой 18-20°С на 3 часа. После этого образцы пропаривают при температуре 80-85°С и атмосферном давлении в течение 7 часов. После твердения образцы подвергают испытаниям на кислотостойкость. Для этого часть образцов помещают в раствор серной кислоты 5%-ой концентрации, а другую - в воду. Кислотостойкость оценивают по коэффициенту стойкости (К_с): . Результаты испытаний представлены в таблице 8. Аналогично подготовлены и испытаны образцы других составов. Результаты также представлены в таблице 8.

Анализ полученных данных показывает, что по предлагаемому способу получены кислотостойкие бетоны, так как кислотостойкость образцов достаточно высока: во всех случаях коэффициент стойкости составляет более 1. Кроме того, предлагаемый способ экономичнее способа по прототипу, так как температура пропаривания ниже на 5°С, длительность цикла пропаривания короче (7 часов против 12 часов), природное, специально добываемое сырье (кварцевый песок) заменено на техногенное сырье (отсев от дробления диабаза). И наконец, предлагаемый способ позволяет решать экологические проблемы, так как сырьевые материалы в предлагаемом материале - многотоннажные техногенные отходы.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из кислотостойких бетонов. Технический результат - повышение кислотостойкости бетона. В способе получения кислотостойкого бетона, включающем подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их предварительное выдерживание и последующее твердение; в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза, содержащий 5-9 мас.% пылеватых и глинистых примесей, характеризующийся прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ=1550-1700 кг/м³ и модулем крупности М_к=4,0-3,7 при следующем соотношении фракций, %: фр. 10 мм - 12,3; фр. 5 мм - 22,8; фр. 2,5 мм - 16,6; фр. 1,25 мм - 7,1%; фр. 0,63 мм - 14,6; фр. 0,315 мм - 15,1; фр. 0,14 мм - 8,2; фр. менее 0,14 мм - 3,3, в качестве вяжущего используют комбинированное золощелочное вяжущее, состоящее на 60 мас.% из золы-унос I поля и на 40 мас.% - из отвальной золошлаковой смеси, на 17 мас.% состоящей из золы и на 83 мас.% состоящей из шлака, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г.Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего 1-3 мас.% β-SiC и 5-7 мас.% С, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ-1,30-1,45 г/см при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанная зола-унос I поля - 12,9-13,2; указанная отвальная золошлаковая смесь - 8,6-8,8; указанный отсев диабаза - 64,5-65,7; указанное жидкое стекло - 12,4-14,0, подготовку алюмосиликатного компонента осуществляют совместным помолом в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 30 мин до остатка на сите №008 - 0,7-0,8%, формование изделий осуществляют вибрированием в течение 1-2 мин., после чего осуществляют выдерживание при температуре 18-20°С в камере нормального твердения в течение 3-6 час, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 80-85°С и атмосферном давлении в течение 7 часов. 8 табл.

Способ получения кислотостойкого бетона, включающий подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их предварительное выдерживание и последующее твердение, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза, содержащий 5-9 мас.% пылеватых и глинистых примесей, характеризующийся прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ=1550-1700 кг/м³ и модулем крупности М_к=4,0-3,7 при следующем соотношении фракций, %:
10 мм 12,3 5 мм 22,8 2,5 мм 16,6 1,25 мм 7,1 0,63 мм 14,6 0,315 мм 15,1 0,14 мм 8,2 менее 0,14 мм 3,3,

а в качестве вяжущего используют комбинированное золощелочное вяжущее, состоящее на 60 мас.% из золы-унос 1 поля и на 40 мас.% - из отвальной золошлаковой смеси, на 17 мас.% состоящей из золы и на 83 мас.% состоящей из шлака, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г.Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего 1-3 мас.% β-SiC и 5-7 мас.% С, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,30-1,45 г/см³, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанная зола-унос I поля 12,9-13,2 Указанная отвальная золошлаковая смесь 8,6-8,8 Указанный отсев диабаза 64,5-65,7 Указанное жидкое стекло 12,4-14,0,
подготовку алюмосиликатного компонента осуществляют совместным помолом в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 30 мин до остатка на сите № 008 - 0,7-0,8%, формование изделий осуществляют вибрированием в течение 1-2 мин, после чего осуществляют выдерживание при температуре 18-20°С в камере нормального твердения в течение 3-6 ч, а твердение осуществляеют пропариванием при температуре 80-85°С и атмосферном давлении в течение 7 ч.