СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕТОНА
METHOD OF PRODUCING CONCRETE

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из бетонов.
3
Известен способ получения строительного материала, включающий дозирование кварцевого песка и компонентов вяжущего, их перемешивание и формование образцов, тепловлажностную обработку, причем в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-уноса, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и углеродсодержащего жидкого стекла, изготовленного из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема и содержащего до 6-7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей - графита С и карборунда SiC с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,45-1,49 г/см [патент РФ №2130904, 1999 г.].
Недостатками описываемого способа являются относительно невысокие прочностные показатели строительного материала и использование высококачественного природного материала - кварцевого песка.
3
3
3
кр.
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 комбинированным выдерживанием изделий, в качестве заполнителя используется отсев от дробления диабаза с насыпной плотностью ρ=1565-1580 кг/м и модулем крупности М=4,9-4,0, 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 ρ=230-245 кг/м и содержащего высокодисперсные кристаллические частицы графита и β-модификации карбида кремния в количестве 10-13%, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,38-1,42 г/см, формуются изделия прессованием под нагрузкой 7-10 МПа, а твердение осуществляется в камере тепловлажностной обработки при температуре 80-85°С по режиму 1+3+3+3 часа с последующей комбинированной выдержкой распалубленных пропаренных изделий в течение 15 суток в воде, а затем в течение последующих 15 суток - в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°С [патент RU №2376267, 20.12.2009, с.4].
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.
3
кр.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения бетона включает подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение; в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ=1560-1585 кг/м и модулем крупности М=3,6-3,9 при следующем соотношении фракций, %:
фр. 5-10 мм
15,1-47,3
фр. 1,25-2,5 мм
22,8-33,1
фр. 0,315-0,63 мм
7,8-46,2
фр. 0,14 мм и менее
4,0-16,3
3
3
а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее на 50 мас.% из золы-унос II поля и на 50 мас.% - из отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с насыпной плотностью 180-200 кг/м и содержащего до 10-15 мас.% примесей, с силикатным модулем n=0,9-1,3 и плотностью ρ=1,28-1,42 г/см при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанная зола-унос II поля
10,75-10,94
Указанная отвальная золошлаковая смесь
10,75-10,94
Указанный отсев диабаза
64,50-65,64
Указанное жидкое стекло
12,48-14,00
подготовку алюмосиликатного компонента осуществляют совместным помолом в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 20 мин, формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 6 часов в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 85°С по режиму 2+4+2 час.
Образцы для испытания готовили следующим образом.
уд.
2
В лабораторной шаровой мельнице осуществляют помол 50 мас.% золы II поля и 50 мас.% отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска, в течение 20 мин до S=3920 см/г. Свойства золы и отвальной золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-5.
н
кр.
3
Затем молотые золу и золошлаковую смесь перемешивают с отсевом диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ=1560 кг/м и модулем крупности М=3,6 с гранулометрическим составом №4 в соотношении «Зола II поля : Золошлаковая смесь : Отсев диабаза» = 0,5:0,5:3. Свойства отсева диабаза представлены в таблицах 6 и 7.
Таблица 1
Свойства золы-унос II поля, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска
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.), %
826
2530
1,7
5,4
2,2
Таблица 2
Химический состав золы-унос II поля
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
50,5
8,6
8,4
20,5
0,1
0,6
1,5
1,7
Таблица 3
Свойства отвальной золошлаковой смеси, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска
Истинная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Влажность, %
Прочность по дробимости (Др)
Потери после прокаливания (П.П.П.), %
2810
1320
1,5
Др 12
2,7
Таблица 4
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
44,9
9,1
12,6
8,9
5,8
3,6
6,1
полные
9
53,9
63
75,6
84,5
90,3
93,9
100
Таблица 5
Химический состав отвальной золошлаковой смеси
Массовое содержание компонентов, мас.%
SiO<sub>2</sub>
Аl<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
R<sub>2</sub>O
СаО<sub>общ.</sub>
СаО<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 6
Свойства отсева от дробления диабаза
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Истинная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Влажность, %
Содержание пылеватых и глинистых примесей, %
Прочность по дробимости (Др)
1560-1585
2800-2847
1-2
6-7
Др 8
Таблица 7
Гранулометрический состав отсева от дробления диабаза
№ состава
Содержание фракций, %
Модуль крупности
фр. 5-10 мм
фр. 1,25-2,5 мм
фр. 0,315-0,63 мм
фр. 0,14 мм и менее
1
15,1
22,8
45,8
16,3
3,7
2
16,7
33,1
46,2
4,0
3,8
3
47,3
32,0
7,8
12,9
3,9
4
35,2
28,7
28,5
7,6
3,6
3
3
После этого осуществляют затворение смеси сухих компонентов жидким стеклом из микрокремнезема с насыпной плотностью 200 кг/м и содержащего 12 мас.% примесей в форме графита и карборунда, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,42 г/см. Смесь перемешивают в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2 мин. Формование образцов осуществляют на лабораторной виброплощадке, после чего образцы выдерживают в течение 6 часов в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С. Твердение образцов осуществляют при пропаривании при температуре 85°С по режиму 2+4+2 час. После этого осуществляют испытание пропаренных образцов. Результаты представлены в таблице 8. Аналогично подготовлены и другие образцы. Результаты также представлены в таблице 8.
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 15 суток в воде, а затем в течение последующих 15 суток - в воздушно-сухих условиях. И наконец, предлагаемый способ позволяет значительно расширить номенклатуру сырьевых материалов, так как в качестве алюмосиликатного компонента вяжущего используется не только зола, но и отвальная золошлаковая смесь. Это, в свою очередь, способствует более полному решению экологических задач.