СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЗОЛОШЛАКОВОГО БЕТОНА
RAW MATERIAL MIXTURE FOR PRODUCTION OF ASH-AND-SLAG CONCRETE

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления конструкций и изделий из бетонов на основе золошлакового заполнителя и позволяет обеспечить возможность эффективного использования многотоннажных отходов промышленности.
Известны бетонные смеси, включающие портландцемент, а также золы, шлаки и золошлаковые смеси взамен традиционных заполнителей [Наназашвили И.Х. Строительные материалы, изделия и конструкции: Справочник. - М.: Высш. Шк., 1990. - С.34].
Недостатком таких смесей является использование дорогостоящего портландцемента.
3
3
Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является сырьевая смесь, включающая заполнитель и вяжущее, состоящее из золы-унос I поля и жидкого стекла из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,32-1,35 г/см, и заполнитель - отвальную золошлаковую смесь с насыпной плотностью ρ=1350-1400 кг/м, влажностью 2-3% и на 90% состоящую из шлакового щебня с размером зерен 0,315-0,5 мм и на 10% - из золы [Патент RU №2374200 C1, C04B 28/08, 28/26, 111/20, 27.11.2009, 4 с.].
Недостатком описываемой сырьевой смеси являются невысокие прочностные показатели бетонов, изготавливаемых из этой сырьевой смеси, что ограничивает применение получаемых бетонов.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества сырьевой смеси.
Технический результат - повышение прочностных характеристик бетона.
3
3
3
3
и
н
н
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона включает заполнитель и вяжущее, состоящее из золы-унос, полученной от сжигания бурого угля КАТЭКа на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и жидкого стекла, характеризующегося силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,36-1,40 г/см и изготовленного из техногенного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с истинной плотностью ρ=2270-2510 кг/м; она содержит в качестве алюмосиликатного компонента вяжущего золу-унос I поля, характеризующуюся насыпной плотностью ρ=995-1175 кг/м, остатком на сите №008 13,1% и потерями после прокаливания 0,21-1,14%, в качестве заполнителя - отвальную золошлаковую смесь, образующуюся после сжигания бурого угля КАТЭКа на ТЭЦ-6 г. Братска Иркутской области и характеризующуюся насыпной плотностью ρ=1070-1190 кг/м, состоящую из золы с размером зерен 0,14 мм и менее и из шлака с размером зерен - 0,315-5 мм при соотношении зерен фракций, %:
фр. 5 мм
9,1
фр. 2,5 мм
26,7
фр. 1,25 мм
18,3
фр. 0,63 мм
24,2
фр. 0,315 мм
9,8
фр. 0,14 мм и менее
11,9
прочностью по дробимости 13,2-16,8% и модулем крупности 3,6 при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
Указанная зола-унос I поля
20,0-20,8
Указанное жидкое стекло
16,8-20,0
Указанная золошлаковая смесь
60,0-62,4
Сырьевую смесь для приготовления бетона готовили следующим образом.
и
и
3
3
Золу-унос I поля, полученную от сжигания бурого угля КАТЭКа на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, характеризующуюся истинной плотностью ρ=2220 кг/м, остатком на сите №008 13,1% и влажностью 0,85%, перемешивали с заполнителем - отвальной золошлаковой смесью, образующейся при сжигании бурого угля КАТЭКа на ТЭЦ-6 г. Братска Иркутской области и характеризующейся истинной плотностью ρ=2640 кг/м, модулем крупности 3,6 и влажностью 0,65%, в соотношении 1:3. Свойства золы-уноса и отвальной золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-5.
Таблица 1
Физические характеристики золы-уноса
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Истинная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Влажность, %
Остаток на сите №008, %
Потери после прокаливания (П.П.П.), %
995-1175
2220
0,85
13,1
0,21-1,14
Таблица 2
Химический состав золы-уноса
Содержание оксидов, масс.%
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
Na<sub>2</sub>O
K<sub>2</sub>O
SO<sub>3</sub>
MgO
46,6
26,9
8,8
12,7
0,2
0,6
1,6
2,3
Таблица 3
Физические характеристики отвальной золошлаковой смеси
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Истинная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Влажность, %
Прочность по дробимости (Др), %
Потери после прокаливания (П.П.П.), %
Модуль крупности (Мкр)
1070-1190
2640
0,65
13,2-16,8
2,65
3,6
Таблица 4
Зерновой состав отвальной золошлаковой смеси
Остатки на ситах, %
Размеры отверстий сит, мм
для шлака
для золы
5,0
2,5
1,25
0,63
0,315
0,14 и менее
частные
9,1
26,7
18,3
24,2
9,8
11,9
полные
9,1
35,8
54,1
78,3
88,1
100
Таблица 5
Химический состав отвальной золошлаковой смеси
Содержание компонентов, мас.%
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
R<sub>2</sub>O
CaO<sub>общ</sub>
CaO<sub>св</sub>
MgO
SO<sub>3</sub>
48,0
8,6
6,7
0,6
26,4
6,4
2,9
0,4
3
Смесь сухих компонентов затворяли жидким стеклом из микрокремнезема с насыпной плотностью 290 кг/м и влажностью 0,3%. После перемешивания в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2-3 мин осуществляли формование образцов размером 4×4×16 см на виброплощадке. Далее образцы подвергали тепловлажностной обработке при температуре 80±5°C в течение 9 часов. После чего пропаренные образцы подвергали испытаниям на прочность. Аналогично приготовлены и испытаны бетоны на основе сырьевых смесей других составов. Результаты представлены в таблице 6.
Анализ полученных данных показывает, что бетоны на основе предлагаемой сырьевой смеси характеризуются достаточно высокими показателями прочности, превышающими прочностные показатели бетона по прототипу.
Таблица 6
Результаты испытаний
№ п/п
Свойства жидкого стекла из микрокремнезема
Свойства золы-уноса I поля
Свойства золошлаковой смеси
Состав смеси, мас.%
Прочность бетона, МПа
Силикатный модуль жидкого стекла
Плотность жидого стекла,г/см<sup>3</sup>
Истинная плотность микрокремнезема, кг/м<sup>3</sup>
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Потери после прокаливания, мас.%
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Прочность по дробимости (Др), %
Вяжущее
Заполнитель - немолотая золо-шлаковая смесь
при изгибе
при сжатии
Алюмосиликатный компонент - зола-унос I поля
Щелочной компонент - жидкое стекло из микрокремнезема
1
1
1,36
2390
1130
1,14
1100
13,2
20,8
16,8
62,4
3,66
18,3
2
1
1,37
2510
995
0,48
1190
16,8
20,6
17,6
61,8
4,10
26,0
3
1
1,38
2330
1175
0,21
1070
14,1
20,4
18,4
61,2
4,85
29,2
4
1
1,39
2270
1085
0,99
1130
14,9
20,2
19,2
60,6
4,12
26,6
5
1
1,40
2450
1040
0,76
1160
15,6
20,0
20,0
60,0
3,74
22,8