СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕТОНА Российский патент 2012 года по МПК C04B40/00 C04B28/26 C04B111/20 

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

Известен 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-уноса, 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 являются относительно невысокие прочностные показатели строительного материала и использование высококачественного природного материала - кварцевого песка.

Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является способ получения бетона, включающий дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и их твердение с последующим комбинированным выдерживанием изделий, в качестве заполнителя используется отсев от дробления диабаза с насыпной плотностью ρ=1565-1580 кг/м³ и модулем крупности М_кр.=4,9-4,0, а в качестве вяжущего используется золощелочное вяжущее, состоящее из золы-уноса I поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с насыпной плотностью ρ=230-245 кг/м³ и содержащего высокодисперсные кристаллические частицы графита и β-модификации карбида кремния в количестве 10-13%, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,38-1,42 г/см³, формуются изделия прессованием под нагрузкой 7-10 МПа, а твердение осуществляется в камере тепловлажностной обработки при температуре 80-85°С по режиму 1+3+3+3 часа с последующей комбинированной выдержкой распалубленных пропаренных изделий в течение 15 суток в воде, а затем в течение последующих 15 суток - в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°С [патент RU №2376267, 20.12.2009, с.4].

Недостатками описываемого способа являются относительно невысокие прочностные показатели бетона, длительность процесса твердения изделий.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение способа получения бетона.

Технический результат - повышение прочностных показателей бетона, сокращение длительности технологического процесса.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения бетона включает подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение; в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ=1560-1585 кг/м³ и модулем крупности М_кр.=3,6-3,9 при следующем соотношении фракций, %:

фр. 5-10 мм 15,1-47,3 фр. 1,25-2,5 мм 22,8-33,1 фр. 0,315-0,63 мм 7,8-46,2 фр. 0,14 мм и менее 4,0-16,3

а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее на 50 мас.% из золы-унос II поля и на 50 мас.% - из отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с насыпной плотностью 180-200 кг/м³ и содержащего до 10-15 мас.% примесей, с силикатным модулем n=0,9-1,3 и плотностью ρ=1,28-1,42 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанная зола-унос II поля 10,75-10,94 Указанная отвальная золошлаковая смесь 10,75-10,94 Указанный отсев диабаза 64,50-65,64 Указанное жидкое стекло 12,48-14,00

подготовку алюмосиликатного компонента осуществляют совместным помолом в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 20 мин, формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 6 часов в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 85°С по режиму 2+4+2 час.

Образцы для испытания готовили следующим образом.

В лабораторной шаровой мельнице осуществляют помол 50 мас.% золы II поля и 50 мас.% отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска, в течение 20 мин до S_уд.=3920 см²/г. Свойства золы и отвальной золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-5.

Затем молотые золу и золошлаковую смесь перемешивают с отсевом диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ_н=1560 кг/м³ и модулем крупности М_кр.=3,6 с гранулометрическим составом №4 в соотношении «Зола II поля : Золошлаковая смесь : Отсев диабаза» = 0,5:0,5:3. Свойства отсева диабаза представлены в таблицах 6 и 7.

Таблица 1 Свойства золы-унос II поля, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска Насыпная плотность, кг/м³ Истинная плотность, кг/м³ Влажность, % Остаток на сите №008, % Потери после прокаливания (П.П.П.), % 826 2530 1,7 5,4 2,2

Таблица 2 Химический состав золы-унос II поля Содержание оксидов, мас.% SiO₂ Аl₂O₃ Fe₂O₃ СаО Na₂O K₂O SO₃ MgO 50,5 8,6 8,4 20,5 0,1 0,6 1,5 1,7

Таблица 3 Свойства отвальной золошлаковой смеси, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска Истинная плотность, кг/м³ Насыпная плотность, кг/м³ Влажность, % Прочность по дробимости (Др) Потери после прокаливания (П.П.П.), % 2810 1320 1,5 Др 12 2,7

Таблица 4 Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси Остатки на ситах, % Размеры отверстий сит, мм 10 5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 менее 0,14 частные 9 44,9 9,1 12,6 8,9 5,8 3,6 6,1 полные 9 53,9 63 75,6 84,5 90,3 93,9 100

Таблица 5 Химический состав отвальной золошлаковой смеси Массовое содержание компонентов, мас.% SiO₂ Аl₂O₃ Fe₂O₃ R₂O СаО_общ. СаО_св. MgO SO₃ 48,0 8,6 6,7 0,6 26,4 6,4 2,9 0,4

Таблица 6 Свойства отсева от дробления диабаза Насыпная плотность, кг/м³ Истинная плотность, кг/м³ Влажность, % Содержание пылеватых и глинистых примесей, % Прочность по дробимости (Др) 1560-1585 2800-2847 1-2 6-7 Др 8

Таблица 7 Гранулометрический состав отсева от дробления диабаза № состава Содержание фракций, % Модуль крупности фр. 5-10 мм фр. 1,25-2,5 мм фр. 0,315-0,63 мм фр. 0,14 мм и менее 1 15,1 22,8 45,8 16,3 3,7 2 16,7 33,1 46,2 4,0 3,8 3 47,3 32,0 7,8 12,9 3,9 4 35,2 28,7 28,5 7,6 3,6

После этого осуществляют затворение смеси сухих компонентов жидким стеклом из микрокремнезема с насыпной плотностью 200 кг/м³ и содержащего 12 мас.% примесей в форме графита и карборунда, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,42 г/см³. Смесь перемешивают в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2 мин. Формование образцов осуществляют на лабораторной виброплощадке, после чего образцы выдерживают в течение 6 часов в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С. Твердение образцов осуществляют при пропаривании при температуре 85°С по режиму 2+4+2 час. После этого осуществляют испытание пропаренных образцов. Результаты представлены в таблице 8. Аналогично подготовлены и другие образцы. Результаты также представлены в таблице 8.

Анализ полученных данных показывает, что по предлагаемому способу получены достаточно прочные образцы бетона. Кроме того, предлагаемый способ проще способа по прототипу, так как в нем полностью отсутствует достаточно длительный период выдерживания пропаренных изделий в течение 15 суток в воде, а затем в течение последующих 15 суток - в воздушно-сухих условиях. И наконец, предлагаемый способ позволяет значительно расширить номенклатуру сырьевых материалов, так как в качестве алюмосиликатного компонента вяжущего используется не только зола, но и отвальная золошлаковая смесь. Это, в свою очередь, способствует более полному решению экологических задач.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из бетонов. Технический результат - повышение прочностных показателей бетона, сокращение длительности технологического процесса. В способе получения бетона, включающем подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение, в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ=1560-1585 кг/м³ и модулем крупности М_кр.=3,6-3,9 при следующем соотношении фракций, %: фр. 5-10 мм - 15,1-47,3, фр. 1,25-2,5 мм - 22,8-33,1, фр. 0,315-0,63 мм - 7,8-46,2, фр. 0,14 мм и менее - 4,0-16,3, а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее на 50 мас.% из золы-унос II поля и на 50 мас.% - из отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с насыпной плотностью 180-200 кг/м³ и содержащего до 10-15 мас.% примесей, с силикатным модулем n=0,9-1,3 и плотностью ρ=1,28-1,42 г/см при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанная зола-унос II поля - 10,75-10,94, указанная отвальная золошлаковая смесь - 10,75-10,94, указанный отсев диабаза - 64,50-65,64, указанное жидкое стекло - 12,48-14,00, подготовка алюмосиликатного компонента включает в себя совместный помол в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 20 мин, формование осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 6 часов в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 85°С по режиму 2+4+2 час. 8 табл.

Способ получения бетона, включающий подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ=1560-1585 кг/м³ и модулем крупности М_кр=3,6-3,9 при следующем соотношении фракций, %:
5-10 мм 15,1-47,3 1,25-2,5 мм 22,8-33,1 0,315-0,63 мм 7,8-46,2 0,14 мм и менее 4,0-16,3,

а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее на 50 мас.% из золы-унос II поля и на 50 мас.% - из отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г.Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с насыпной плотностью 180-200 кг/м³ и содержащего до 10-15 мас.% примесей, с силикатным модулем n=0,9-1,3 и плотностью ρ=1,28-1,42 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанная зола-унос II поля 10,75-10,94 Указанная отвальная золошлаковая смесь 10,75-10,94 Указанный отсев диабаза 64,50-65,64 Указанное жидкое стекло 12,48-14,00,
подготовка алюмосиликатного компонента включает в себя совместный помол в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 20 мин, формуются изделия вибрированием, после чего выдерживаются в течение 6 ч в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 85°С по режиму 2+4+2 ч.