СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗОЛОШЛАКОВОГО БЕТОНА
METHOD FOR PRODUCING ASH AND SLAG 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 заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание и формование образцов, тепловлажностную обработку, причем в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-унос II поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема и содержащего углеродистые примеси - графит С и карборунд с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,38 г/см, а в качестве заполнителя - отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска с размером зерен 0,63-2,5 мм, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля [Патент RU №2252923, 27.05.2005, с.3].
Недостатками описываемого способа являются относительно невысокие прочностные показатели строительного материала и использование в качестве заполнителя лишь шлаковой составляющей золошлаковой смеси, что не позволяет утилизировать в составе бетона зольную составляющую с размером зерен менее 0,63 мм и приводит к образованию значительного объема отходов.
3
3
3
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 выдерживанием изделий; в качестве заполнителя используется отвальная золошлаковая смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска с насыпной плотностью ρ=1250-1330 кг/м, влажностью 3-4%, на 20-47% состоящая из шлакового щебня с размером фракций 5 мм и на 80-53% - шлакового песка с модулем крупности 4,41-3,57, 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 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=1,33-1,41 г/см, формуются изделия прессованием под нагрузкой 1-5 МПа, а твердение осуществляется в камере тепловлажностной обработки при температуре 80°C по режиму 2+3+3+3 часа с последующим выдерживанием распалубленных пропаренных изделий в течение 30-60 суток в помещении с температурой воздуха 20-25°C [Патент RU №2374209, 27.11.2009, c.5].
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.
и
3
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения бетона включает дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и последующее твердение; в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-6 с прочностью по дробимости Др=12,5-15,3%, истинной плотностью ρ=2320-2490 кг/м и потерями после прокаливания ППП=2,65-4,78% при следующем соотношении фракций, %:
фр. 5 мм
11,2
фр. 2,5 мм
19,4
фр. 1,25 мм
17,1
фр. 0,63 мм
25,2
фр. 0,315 мм
14,3
фр. 0,14 мм и менее
12,8
и
3
3
3
а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-унос II поля, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-7 с истинной плотностью ρ=2610-2830 кг/м и потерями после прокаливания ППП=3,4-5,6%, и жидкого стекла, изготавливаемого из отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с истинной плотностью 2170-2390 кг/м и содержанием 7-11 мас.% кристаллических примесей, с силикатным модулем n=0,8-1,3 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанная зола-унос II поля
19,4-20,9
Указанная отвальная золошлаковая смесь
58,2-62,7
Указанное жидкое стекло
16,4-22,4
формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 1 часа в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°C, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 80±5°C по режиму 2+4+2 час.
Образцы для испытания готовили следующим образом.
н
н
3
3
Золу-унос II поля, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-7 с насыпной плотностью ρ=998 кг/м, остатком на сите №008 - 10,8% и влажностью W=0,21%, и отвальную золошлаковую смесь, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-6 с насыпной плотностью ρ=1150 кг/м, влажностью W=0,35% и модулем крупности Мкр=3,3, перемешивают в соотношении «Зола II поля : Золошлаковая смесь» = 1:3. Свойства золы-унос и отвальной золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-5.
Таблица 1
Свойства золы-унос II поля
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Истинная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Влажность, %
Остаток на сите №008, %
Потери после прокаливания, %
998
2610-2830
0,22
10,8
3,4-5,6
Таблица 2
Химический состав золы-унос II 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
50,5
8,6
8,4
20,5
0,1
0,6
1,5
1,7
Таблица 3
Свойства отсева от дробления диабаза
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Влажность %
Прочность по дробимости, %
Потери после прокаливания
Модуль крупности (Мкр)
2320-2490
1150
0,35
12,5-15,3
2,65-4,78
3,3
Таблица 4
Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси
Остатки на ситах, %
Размеры отверстий сит, мм
5
2,5
1,25
0,63
0,315
0,14
менее 0,14
частные
11,2
19,4
17,1
25,2
14,3
7,9
4,9
полные
11,2
30,6
47,7
72,9
87,2
95,1
100
Таблица 5
Химический состав отвальной золошлаковой смеси
Массовое 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
3
н
После этого смесь сухих компонентов затворяют жидким стеклом с силикатным модулем n=0,8-1,3 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см из микрокремнезема с насыпной плотностью ρ=275 кг/м. Смесь перемешивают в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2 мин. Формование образцов осуществляют на лабораторной виброплощадке, после чего образцы выдерживают в течение 1 часа в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°C. Твердение образцов осуществляют пропариванием при температуре 80±5°C по режиму 2+4+2 час. После этого осуществляют испытание пропаренных образцов. Результаты представлены в таблице 6. Аналогично подготовлены и испытаны другие образцы. Результаты также представлены в таблице 6.
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 30-60 суток в помещении с температурой воздуха 20-25°C. И наконец, предлагаемый способ позволяет сократить длительность тепловлажностной обработки на 3 часа.
Таблица 6
Результаты испытаний
№ п/п
Состав смеси, мас.%
Характеристика отвальной золошлаковой смеси
Характеристика золы-унос II поля
Свойства жидкого стекла из микрокремнезема
Предел прочности, МПа
Вяжущее
Заполнитель - золошлаковая смесь
Алюмосиликатный компонен - зола-унос II поля
Щелочной компонент - жидкое стекло из микрокремнезема
Истинная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Прочность по дробимости, %
Потери после прокаливания, %
Истинная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Потери после прокаливания, %
Силикатный модуль жидкого стекла
Плотность жидкого стекла, г/см<sup>3</sup>
Истинная плотность микрокремнезема, кг/м<sup>3</sup>
Содержание примесей в микрокремнеземе, мас.%
при изгибе
при сжатии
1
19,4
22,4
58,2
2320
12,5
4,78
2660
5,0
1,3
1,37
2230
8
4,30
26,2
2
19,8
20,8
59,4
2490
15,3
2,65
2770
3,9
1,1
1,38
2170
7
4,36
26,3
3
20,2
19,2
60,6
2440
14,6
3,18
2720
4,5
1,0
1,38
2390
11
4,70
28,6
4
20,6
17,6
61,8
2360
13,2
4,24
2610
5,6
0,9
1,39
2280
9
4,52
27,1
5
20,9
16,4
62,7
2400
13,9
3,71
2830
3,4
0,8
1,39
2340
10
4,53
28,6