ВЯЖУЩЕЕ
BINDER

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к составам минеральных вяжущих веществ на основе топливных отходов - золы-уноса, и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций.
Известно вяжущее, включающее золу-унос и добавку активизатора твердения [АС СССР №279406, кл. С04В 7/28, 1968].
Недостатком описываемого вяжущего является применение в качестве добавок дефицитных и дорогостоящих материалов (портландцемент и известь).
3
Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является вяжущее, содержащее, мас.%: золу-унос II поля от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска, 56-64,1 и жидкое стекло из микрокремнезема Братского ферросплавного завода, содержащего SiC и графит, с силикатным модулем n=1-2 и плотностью ρ=1,4 г/см, 35,9-44,0 (RU 2330821, 10.08.2008, 3 с).
Недостатками описываемого вяжущего является его относительно невысокая морозостойкость, а также использование в качестве алюмосиликатного компонента золы-уноса II поля, объемы образования которой невелики.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества вяжущего.
Технический результат - получение вяжущего с высокими показателями морозостойкости на сырье, имеющем большие промышленные запасы.
3
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что вяжущее включает алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области и щелочной компонент - жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего примеси в виде β-модификации SiC и графита, с силикатным модулем n=1 и плотностью р=1,37-1,40 г/см, а алюмосиликатный компонент вяжущего - зола-унос, состоит на 20 мас.% из золы-уноса I поля, характеризующейся остатком на сите №008 -7,4%, и на 80 мас.% - из золы-уноса II поля, характеризующейся остатком на сите №008 - 1,6%, Р-модификация SiC содержится в количестве 1,9-6,2 мас.%, а графит - в количестве - 4,85-7,1 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанное жидкое стекло
38,5-40,5
Указанная зола-унос I поля
11,9-12,3
Указанная зола-унос II поля
47,6-49,2
Образцы для испытания готовят следующим образом.
Золу-унос I поля, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области, в количестве 20% перемешивают с золой-уносом II поля, также полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области. Свойства используемых зол представлены в таблицах 1 и 2. Затем к смеси зол добавляют кварцевый песок в соотношении «Зола I поля:Зола II поля:Песок»=0,2:0,8:3,0 и все перемешивают.
3
3
К полученной смеси сухих компонентов добавляют жидкое стекло из микрокремнезема, характеризующегося насыпной плотносью 210 кг/м и содержащего 5,7 мас.% β-модификации SiC и 4,9 мас.% графита, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,39 г/см. Полученную массу тщательно перемешивали до однородного состояния в бетоносмесителе принудительного действия. Из приготовленной смеси изготавливали образцы-балочки размером 4×4×16 см. Формование и уплотнение смеси осуществляли на виброплощадке. Свежеотформованные образцы подвергали тепловлажностной обработке в пропарочной камере при температуре 80-90°С по режиму 2+3+4+3 час.
Испытания на морозостойкость проводили в соответствии с требованиями действующих стандартов.
Состав вяжущего и результаты испытаний приведены в таблице 3. Аналогично подготовлены и испытаны образцы еще трех составов. Результаты также представлены в таблице 3.
Таблица 1
Физические характеристики золы-уноса
Вид золы
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.), %
I поле
963
2600
1,5
7,4
1,17
II поле
826
2530
1,7
1,6
2,2
Таблица 2
Химический состав золы-унос
Вид золы
Содержание оксидов, мас.%
SiO<sub>2</sub>
Аl<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
СаО
Na<sub>2</sub>O
K<sub>2</sub>O
SO<sub>3</sub>
MgO
I поле
46,6
26,9
8,8
12,7
0,2
0,6
1,6
2,3
II поле
50,5
8,6
8,4
20,5
0,1
0,6
1,5
1,7
Анализ полученных данных показывает, что морозостойкость образцов на основе предлагаемого вяжущего выше, в среднем, на 50-75 циклов соответственно по сравнению с морозостойкостью известного вяжущего.
Кроме того, предлагаемое вяжущее способствует решению экологических проблем, так как позволяет утилизировать не 1, а сразу 2 вида золы, что должно привести к ликвидации золоотвалов как таковых.
Таблица 3
Результаты испытаний
№ п/п
Состав вяжущего, мас.%
Характеристика жидкого стекла из микрокремнезема
Насыпная плотность микрокремнезема, кг/м<sup>3</sup>
Свойства образцов на предлагаемом вяжущем
Зола I поля (20%)
Зола II поля (80%)
Жидкое стекло из микрокрем-незема
силикатный модуль (n)
плотность, г/см<sup>3</sup>
содержание β-SiC, мас.%
содержание графита, мас.%
Предел прочности при изгибе/сжатии (R<sub>изг</sub>/R<sub>сж</sub>), МПа
Морозо-стойкость, циклы, более
1
11,9
47,6
40,5
1
1,37
1,9
6,50
210
6,7/62,7
250
2
12,1
48,4
39,5
1
1,38
6,2
4,85
210
6,9/65,3
300
3
12,3
49,2
38,5
1
1,39
5,7
4,90
210
7,1/68,2
300
4
12,2
48,8
39,0
1
1,40
4,8
7,10
210
6,8/64,4
300