БЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 2020 года по МПК C04B28/08 C04B14/42 C04B18/04 C04B111/20 

Изобретение относится к области получения строительных материалов частности бетонной смеси, декоративного отделочного материала полностью из отходов промышленности и строительства и может быть использовано в гражданском, промышленном, дорожном строительстве, как в качестве монолитного бетона, так и в качестве декоративного отделочного материала (искусственного мрамора), в зависимости от типа заполнителя.

Промышленность сбрасывает в отвал миллионы тонн отходов, которые можно рассматривать как сырьевую базу для производства качественных строительных материалов.

Отходы любого вида (сыпучие, жидкие и т.п.) ведут к нарушению экологического баланса в природе.

Известны способы использования коксохимических отходов в производстве бетонов [1] путем:

а - включения продуктов нейтрализации в общий цикл переработки отходов ректификации;

б - путем переработки нейтрализованной кислой смолки;

в - путем нейтрализации различными реагентами, в процессе комплексной переработки отходов.

Получение пластификатора бетона из побочных продуктов ректификации бензола связано с применением промышленных установок и дополнительными устройствами на их переработку.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению являются шлакощелочные бетоны [2], состав которых включает следующие компоненты: шлакощелочные вяжущие, активизатор и заполнитель. Шлакощелочные вяжущие получают путем тонкого измельчения гранулированного доменного шлака с тонкостью помола 2800-4200 см/г; активизатор - водные растворы соединений щелочных металлов (химических компонентов или отходов - соды, жидкого стекла, едкого натрия или кадия, дисиликата натрия, метасиликата натрия). Технология и состав шлакощелочных бетонов разработана под руководством профессора В.Д. Глуховского.

Недостатком прототипа является необходимость приготовления активизатора по специальной технологии и на специальном оборудовании. (Пример - опыт строительства 20-ти этажного дома в г. Липецке, см. автор Коновалов А. 20-ти этажное монолитно-сборное жилое здание из шлакопемзокерамзитобетона. Журнал «На стройках России», №4, 1988, с. 58-61).

Целью изобретения является повышение прочности и увеличения адгезии бетонной смеси. Поставленная цель достигается тем, что бетонная смесь содержит в качестве активизатора щелочносодержащие отходы цеха ректификации сырого бензола при следующем соотношении компонентов, масс %:

стеклошлакощелочное вяжущее 16-22 заполнитель 73-79 активизатор 2-8

причем стеклошлакощелочное вяжущее содержит, масс %

молотый гранулированный доменный шлак 81-84 молотый бой бытового стекла 16-19.

В качестве заполнителя применяется отходы мраморного производства, а именно мраморная крошка от 5 до 50 мм и бой бутылочной тары с различной цветовой гаммой размерами от 5 до 15 мм, а также щебень средних и крепких пород до размеров 15-50 мм; при следующем их соотношении, масс %

мраморная крошка 70-80 бой бутылочной тары или щебень средних и крепких пород 20-30

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав бетонной степени отличается от известного введением новых компонентов: а именно стеклошлакощелочного вяжущего, включающего кроме молотого гранулированного шлака (с тонкостью помола 2200…3300 см ²/г) и молотый бой бытового стекла (с тонкостью помола 2900…4500 см ²/г), в качестве активизатора щелочносодержащие отходы цеха ректификации «сырого бензола» коксохимпроизводства, а в качестве заполнителя - отходы мраморного производства и бой бутылочной тары.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».

Использование молотого гранулированного доменного шлака позволяет получить матрицу вяжущего с высокой прочностью. Применение стекло-щелочного вяжущего позволяет получить полированную поверхность с хорошим блеском. Замена чистой щелочи на щелочные отходы коксохимического производства металлургического комбината повысила прочность матрицы стеклощелочного вяжущего на 10-15%.

При одинаковом количестве щелочи прочность матрицы шлакощелочного вяжущего значительно выше при использовании отработанной щелочи, по сравнению с водным раствором чистой щелочи.

Наличие в отработанной щелочи натриевой соли, бензосульфокислоты и фракции БТКС (бензол, толуол, ксилол, сольвент), которые играют роль поверхностно-активных веществ и способствуют лучшему перераспределению компонентов в матрице. Применение в качестве активизатора щелочносодержащие отходы цеха ректификации сырого бензола вместо водного раствора чистой щелочи позволит увеличить прочность бетонной смеси и замедлить старение, например, при использовании в качестве искусственного мрамора, а также улучшает распределение компонентов в матрице вяжущего и увеличивает адгезию бетонной смеси. Наличие в качестве заполнителя мраморной крошки и боя бутылочной продукции с различной цветовой гаммой или щебень средних и крепких пород и выше указанных компонентов позволит получить качественный, относительно дешевый материал, с одновременным улучшением экологического баланса в природе. Для получения, как варианта, плитки искусственного мрамора, применяли обычную технологию:

1. Дозирование составляющих компонентов по массе;

2. Перемешивание и затворение активизатором твердения;

3. Формование изделия;

4. Термообработка изделия в автоклаве;

5. Обработка изделия на стандартном оборудовании цеха камнепереработки; распиловка, шлифовка, полировка и складирование.

Проведенные исследования показали следующие показатели:

- при процентном содержании чистой щелочи по ГОСТ 4328-74 (2-10%), тонкости помола боя бытового стекла 2950-4450 см²/г, прочность бетонной смеси на сжатие составляет 26-49 МПа;

- при том же составе компонентов, но с применением щелочи цеха ректификации «сырого бензола» коксохимического производства металлургического комбината - прочность составила 30-66 МПа, а при дополнительной оптимизации до 70 МПа;

- цвет поверхности плитки напоминает цвет поверхности натуральной мраморной плитки.

Источники информации

1. Исследование и внедрение процесса получения пластификатора бетона из побочных продуктов ректификации бензола. Отчет о НИР, КГМИ -Коммунарский горно-металлургический институт, № гос. Рег. 01830040936, Коммунарск, 1983.

2. Глуховский В.Д., Ткаленко С.А. Высокопрочный бетон из отходов. Журнал «Строительство и архитектура», №11, 1987 г., с. 16 (прототип).

Изобретение относится к области получения строительных материалов, в частности бетонной смеси, декоративного отделочного материала полностью из отходов промышленности и строительства, и может быть использовано в гражданском, промышленном, дорожном строительстве как в качестве монолитного бетона, так и в качестве декоративного отделочного материала (искусственного мрамора). Технический результат - повышение прочности и увеличение адгезии бетонной смеси. Бетонная смесь содержит в качестве активизатора щелочесодержащие отходы цеха ректификации сырого бензола при определенном соотношении компонентов. Бетонная смесь отличается введением новых компонентов, а именно стеклошлакощелочного вяжущего, включающего кроме молотого гранулированного шлака и молотый бой бытового стекла, в качестве активизатора щелочесодержащие отходы цеха ректификации «сырого бензола» коксохимического производства, а в качестве заполнителя отходы мраморного производства и боя бутылочной тары. 1 з.п. ф-лы.

1. Бетонная смесь, включающая молотый гранулированный доменный шлак, активизатор в виде водного раствора соединений щелочных металлов, заполнитель, отличающаяся тем, что с целью повышения прочности бетона и увеличения адгезии она содержит в качестве активизатора щелочесодержащие отходы цеха ректификации сырого бензола при следующем соотношении компонентов, мас.%:

стеклошлакощелочное вяжущее 16-22 заполнитель 73-79 активизатор - щелочесодержащие отходы цеха ректификации сырого бензола 2-8,

причем стеклошлакощелочное вяжущее содержит, мас.%

молотый гранулированный доменный шлак 81-84 молотый бой бытового стекла 16-19,

причем молотый гранулированный доменный шлак с тонкостью помола 2200…3300 см²/г и молотый бой бытового стекла с тонкостью помола 2900…4500 см²/г.

2. Бетонная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве заполнителя применяются отходы мраморного производства, а именно мраморная крошка от 5 до 50 мм и бой бутылочной тары с различной цветовой гаммой размерами от 5 до 15 мм, а также щебень средних и крепких пород до размеров 15-50 мм при следующем их соотношении, мас.%

мраморная крошка 70-80 бой бутылочной тары или щебень средних и крепких пород 20-30.