СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗОЛОШЛАКОВОГО БЕТОНА Российский патент 2015 года по МПК C04B40/02 C04B28/26 C04B28/08 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 заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание и формование образцов, тепловлажностную обработку, причем в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-унос II поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема и содержащего углеродистые примеси - графит С и карборунд с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,38 г/см³, а в качестве заполнителя - отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска с размером зерен 0,63-2,5 мм, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля [Патент RU №2252923, 27.05.2005, с.3].

Недостатками описываемого способа являются относительно невысокие прочностные показатели строительного материала и использование в качестве заполнителя лишь шлаковой составляющей золошлаковой смеси, что не позволяет утилизировать в составе бетона зольную составляющую с размером зерен менее 0,63 мм и приводит к образованию значительного объема отходов.

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 выдерживанием изделий; в качестве заполнителя используется отвальная золошлаковая смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска с насыпной плотностью ρ=1250-1330 кг/м³, влажностью 3-4%, на 20-47% состоящая из шлакового щебня с размером фракций 5 мм и на 80-53% - шлакового песка с модулем крупности 4,41-3,57, 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 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=1,33-1,41 г/см³, формуются изделия прессованием под нагрузкой 1-5 МПа, а твердение осуществляется в камере тепловлажностной обработки при температуре 80°C по режиму 2+3+3+3 часа с последующим выдерживанием распалубленных пропаренных изделий в течение 30-60 суток в помещении с температурой воздуха 20-25°C [Патент RU №2374209, 27.11.2009, c.5].

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 дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и последующее твердение; в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-6 с прочностью по дробимости Др=12,5-15,3%, истинной плотностью ρ_и=2320-2490 кг/м³ и потерями после прокаливания ППП=2,65-4,78% при следующем соотношении фракций, %:

фр. 5 мм 11,2 фр. 2,5 мм 19,4 фр. 1,25 мм 17,1 фр. 0,63 мм 25,2 фр. 0,315 мм 14,3 фр. 0,14 мм и менее 12,8

а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-унос II поля, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-7 с истинной плотностью ρ_и=2610-2830 кг/м³ и потерями после прокаливания ППП=3,4-5,6%, и жидкого стекла, изготавливаемого из отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с истинной плотностью 2170-2390 кг/м³ и содержанием 7-11 мас.% кристаллических примесей, с силикатным модулем n=0,8-1,3 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанная зола-унос II поля 19,4-20,9 Указанная отвальная золошлаковая смесь 58,2-62,7 Указанное жидкое стекло 16,4-22,4

формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 1 часа в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°C, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 80±5°C по режиму 2+4+2 час.

Образцы для испытания готовили следующим образом.

Золу-унос II поля, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-7 с насыпной плотностью ρ_н=998 кг/м³, остатком на сите №008 - 10,8% и влажностью W=0,21%, и отвальную золошлаковую смесь, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-6 с насыпной плотностью ρ_н=1150 кг/м³, влажностью W=0,35% и модулем крупности Мкр=3,3, перемешивают в соотношении «Зола II поля : Золошлаковая смесь» = 1:3. Свойства золы-унос и отвальной золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-5.

Таблица 1 Свойства золы-унос II поля Насыпная плотность, кг/м³ Истинная плотность, кг/м³ Влажность, % Остаток на сите №008, % Потери после прокаливания, % 998 2610-2830 0,22 10,8 3,4-5,6

Таблица 2 Химический состав золы-унос II поля Содержание оксидов, мас.% SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃ CaO Na₂O K₂O SO₃ MgO 50,5 8,6 8,4 20,5 0,1 0,6 1,5 1,7

Таблица 3 Свойства отсева от дробления диабаза Насыпная плотность, кг/м³ Насыпная плотность, кг/м³ Влажность % Прочность по дробимости, % Потери после прокаливания Модуль крупности (Мкр) 2320-2490 1150 0,35 12,5-15,3 2,65-4,78 3,3

Таблица 4 Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси Остатки на ситах, % Размеры отверстий сит, мм 5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 менее 0,14 частные 11,2 19,4 17,1 25,2 14,3 7,9 4,9 полные 11,2 30,6 47,7 72,9 87,2 95,1 100

Таблица 5 Химический состав отвальной золошлаковой смеси Массовое содержание компонентов, мас.% SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃ R₂O CaO_общ CaO_св MgO SO₃ 48,0 8,6 6,7 0,6 26,4 6,4 2,9 0,4

После этого смесь сухих компонентов затворяют жидким стеклом с силикатным модулем n=0,8-1,3 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см³ из микрокремнезема с насыпной плотностью ρ_н=275 кг/м³. Смесь перемешивают в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2 мин. Формование образцов осуществляют на лабораторной виброплощадке, после чего образцы выдерживают в течение 1 часа в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°C. Твердение образцов осуществляют пропариванием при температуре 80±5°C по режиму 2+4+2 час. После этого осуществляют испытание пропаренных образцов. Результаты представлены в таблице 6. Аналогично подготовлены и испытаны другие образцы. Результаты также представлены в таблице 6.

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 30-60 суток в помещении с температурой воздуха 20-25°C. И наконец, предлагаемый способ позволяет сократить длительность тепловлажностной обработки на 3 часа.

Таблица 6 Результаты испытаний № п/п Состав смеси, мас.% Характеристика отвальной золошлаковой смеси Характеристика золы-унос II поля Свойства жидкого стекла из микрокремнезема Предел прочности, МПа Вяжущее Заполнитель - золошлаковая смесь Алюмосиликатный компонен - зола-унос II поля Щелочной компонент - жидкое стекло из микрокремнезема Истинная плотность, кг/м³ Прочность по дробимости, % Потери после прокаливания, % Истинная плотность, кг/м³ Потери после прокаливания, % Силикатный модуль жидкого стекла Плотность жидкого стекла, г/см³ Истинная плотность микрокремнезема, кг/м³ Содержание примесей в микрокремнеземе, мас.% при изгибе при сжатии 1 19,4 22,4 58,2 2320 12,5 4,78 2660 5,0 1,3 1,37 2230 8 4,30 26,2 2 19,8 20,8 59,4 2490 15,3 2,65 2770 3,9 1,1 1,38 2170 7 4,36 26,3 3 20,2 19,2 60,6 2440 14,6 3,18 2720 4,5 1,0 1,38 2390 11 4,70 28,6 4 20,6 17,6 61,8 2360 13,2 4,24 2610 5,6 0,9 1,39 2280 9 4,52 27,1 5 20,9 16,4 62,7 2400 13,9 3,71 2830 3,4 0,8 1,39 2340 10 4,53 28,6

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций. Технический результат - повышение прочности, сокращение длительности технологического процесса. В способе получения бетона, включающем дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и последующее твердение, используют в качестве заполнителя отвальную золошлаковую смесь, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-6 с прочностью по дробимости Др=12,5-15,3%, истинной плотностью ρ_и=2320-2490 кг/м³ и ППП=2,65-4,78% при соотношении фракций, %: фр. 5 мм 11,2, фр.2,5 мм 19,4, фр. 1,25 мм 17,1, фр. 0,63 мм 25,2, фр. 0,315 мм 14,3, фр. 0,14 мм и менее 12,8, в качестве вяжущего - вяжущее, состоящее из золы-унос II поля, полученной при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-7 с истинной плотностью ρ_и=2610-2830 кг/м³ и ППП=3,4-5,6%, и жидкого стекла, изготавливаемого из отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с истинной плотностью 2170-2390 кг/м³ и содержанием 7-11 мас.% кристаллических примесей, с силикатным модулем n=0,8-1,3 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанная зола-унос II поля 19,4-20,9, указанная отвальная золошлаковая смесь 58,2-62,7, указанное жидкое стекло 16,4-22,4, осуществляют формование изделий вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 1 ч в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°C, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 80±5°C по режиму 2+4+2 ч. 6 табл.

Способ получения бетона, включающий дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и последующее твердение, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-6 с прочностью по дробимости Др=12,5-15,3%, истинной плотностью ρ_и=2320-2490 кг/м³ и потерями после прокаливания ППП=2,65-4,78% при следующем соотношении фракций, %:
фр. 5 мм 11,2 фр.2,5 мм 19,4 фр. 1,25 мм 17,1 фр. 0,63 мм 25,2 фр. 0,315 мм 14,3 фр. 0,14 мм и менее 12,8

а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-унос II поля, полученной при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-7 с истинной плотностью ρ_и=2610-2830 кг/м³ и потерями после прокаливания ППП=3,4-5,6%, и жидкого стекла, изготавливаемого из отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с истинной плотностью 2170-2390 кг/м³ и содержанием 7-11 мас.% кристаллических примесей с силикатным модулем n=0,8-1,3 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанная зола-унос II поля 19,4-20,9 Указанная отвальная золошлаковая смесь 58,2-62,7 Указанное жидкое стекло 16,4-22,4
формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 1 ч в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°C, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 80±5°C по режиму 2+4+2 ч.