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.
3
Известно вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области и щелочной компонент - углеродсодержащее жидкое стекло, изготовленное из микрокремнезема - многотоннажного отхода при производстве кристаллического кремния на Братском алюминиевом заводе и содержащее в своем составе до 6-7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей: графита и карборунда, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,45-1,49 г/см [Патент RU №2130904 C1, C04B 12/04, C04B 7/28, 27.05.1999, 5 с.].
Недостатком описываемого вяжущего является невысокая прочность вяжущего при твердении в нормальных условиях.
3
Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области и щелочной компонент - углеродсодержащее жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема и содержащее до 6-7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей: графита - С и карборунда - SiC, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,27-1,39 г/см, и дополнительно - добавку-интенсификатор твердения вяжущего - портландцемент марки 400 Тимлюйского завода [Патент RU №2237630 C04B 12/04, 7/28, 10.10.2004, 6 с.].
Недостатками описываемого вяжущего являются невысокие прочностные показатели после твердения в нормальных условиях, а также необходимость использования дорогостоящего портландцемента.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества вяжущего.
3
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что вяжущее включает алюмосиликатный компонент, состоящий из золы-унос, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области и из молотой отвальной золошлаковой смеси, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-6 г.Братска Иркутской области, а также - щелочной компонент - жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего примеси в виде SiC и С, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,25-1,41 г/см; алюмосиликатный компонент состоит на 40 мас.% из золы-унос I поля и на 60 мас.% - из молотой до остатка на сите №008 - 0,1% указанной отвальной золошлаковой смеси; SiC имеет β-модификацию и содержится в количестве 1-3 мас.%, а С содержится в количестве 3,5-4,8 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанное жидкое стекло
37,5-39,9
Указанная смесь золы-унос и золошлаковой смеси
Остальное.
Образцы для испытания готовили следующим образом.
В лабораторной шаровой мельнице производили помол до остатка на сите №008 - 0,1% отвальной золошлаковой смеси, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-6 г.Братска Иркутской области. Свойства золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-3.
Вышеуказанная молотая золошлаковая смесь в количестве 60 мас.% перемешивалась с 40 мас.% золы-унос I поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области. Свойства золы-унос представлены в таблицах 4, 5.
Затем вышеназванные молотая отвальная золошлаковая смесь и зола-унос перемешивались с кварцевым песком в соотношении «Зола I поля: Золошлаковая смесь: Песок» = 0,4:0,6:3.
3
К полученной смеси добавлялось жидкое стекло из микрокремнезема Братского ферросплавного завода, содержащего 2 мас.% β-модификации SiC и 4,1 мас.% С, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,36 г/см. Полученная смесь тщательно перемешивалась до однородного состояния в лабораторной бетономешалке принудительного действия. Из приготовленной смеси изготавливались образцы-балочки размером 4×4×16 см. Формование и уплотнение осуществляли на лабораторной виброплощадке. Свежеотформованные образцы помещали на 24 часа в ванну с гидравлическим затвором, а затем - в воду, где они находились до начала механических испытаний. В возрасте 7, 14 и 28 суток образцы испытывались. Результаты механических испытаний представлены в таблице 6.
Аналогичным образом были изготовлены образцы других составов. Результаты испытаний также представлены в таблице 6.
Таблица 1
Основные свойства отвальной золошлаковой смеси
Истинная плотность (ρ<sub>и</sub>), кг/м<sup>3</sup>
Насыпная плотность (ρ<sub>н</sub>), кг/м<sup>3</sup>
Влажность (W),%
Прочность по дробимости (Др)
Потери после прокаливания (П.П.П.), %
2845
1200
1
Др 12
2,0
Таблица 2
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
9,0
44,9
9,1
12,6
8,9
5,8
3,6
6,1
полные
9,0
53,9
63,0
75,6
84,5
90,3
93,9
100
Таблица 3
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
Таблица 4
Свойства золы-унос I поля
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.), %
963
2600
1,0
6,2
1,1
Таблица 5
Химический состав золы-унос I поля
Содержание оксидов, мас.%
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 6
Результаты испытаний
№ п/п
Состав вяжущего, мас.%
Свойства жидкого стекла из микрокремнезема
Предел прочности при сжатии образцов, МПа, после твердения в течение
Алюмосиликатный компонент, состоящий на 40% из золы-унос I поля и на 60% из отвальной золошлаковой смеси
Щелочной компонент - жидкое стекло из микрокремнезема
Плотность, г/см<sup>3</sup>
Содержание β-SiC, мас.%
Содер-жание С, мас.%
7 суток
14 суток
28 суток
1
62,5
37,5
1,25
1,0
3,9
22,0
26,5
31,5
2
62,0
38,0
1,28
1,8
4,8
22,3
26,9
33,1
3
61,5
38,5
1,32
1,5
3,6
23,8
27,3
34,3
4
61,0
39,0
1,36
2,0
4,1
25,6
28,9
35,7
5
60,5
39,5
1,38
2,4
3,5
26,2
30,4
36,3
6
60,1
39,9
1,41
3,0
4,3
26,4
30,8
37,5
Анализ полученных данных показывает, что предлагаемое вяжущее способно активно твердеть и набирать прочность в нормальных условиях. При этом, прочностные показатели предлагаемого вяжущего превышают показатели по прочности аналога по прототипу. Вместе с тем, предлагаемое вяжущее экономичнее известного, так как в его составе отсутствует дорогостоящий портландцемент. И, наконец, предлагаемое вяжущее позволяет решать экологические проблемы, так как вместо двух отходов (по прототипу) в предлагаемом варианте используются три многотоннажных отхода.