СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЗОЛОШЛАКОВОГО БЕТОНА
CRUDE MIXTURE FOR MAKING ASH-SLAG CONCRETE

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления конструкций и изделий из бетона 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
Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является сырьевая смесь, включающая вяжущее, состоящее из золы-уноса II поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля, и жидкого стекла, изготавливаемого из микрокремнезема и содержащего углеродистые примеси - графит и карборунд с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,38 г/см, а в качестве заполнителя - отвальную золошлаковую смесь с размером зерен 0,63-2,5 мм, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля [Патент RU №2252923 C1, C04B 28/26 // C04B 111:20, 27.05.2005, 3 с.].
Недостатками описываемой сырьевой смеси являются невысокие прочностные показатели бетонов, изготавливаемых из этой сырьевой смеси, а также использование в качестве основного сырьевого компонента золы-унос II поля, объемы образования которой невелики.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества сырьевой смеси, расширение номенклатуры сырья.
Технический результат - повышение прочностных показателей бетона.
н
н
к
3
3
3
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона включает заполнитель и вяжущее, состоящее из алюмосиликатного компонента и щелочного компонента - жидкого стекла, изготавливаемого из отхода ферросплавного производства - микрокремнезема; алюмосиликатный компонент состоит на 80% из золы-унос I поля, полученной при сжигании бурого угля КАТЭКа на ТЭЦ и характеризующейся насыпной плотностью ρ=850-880 кг/м и остатком на сите №008 - 6,5-7,0%, и на 20% - из молотой до остатка на сите №008 - 0,15% отвальной золошлаковой смеси, образующейся при сжигании на ТЭЦ бурых углей КАТЭКа и характеризующейся насыпной плотностью ρ=1200-1250 кг/м, жидкое стекло используется с силикатным модулем n=1-1,5 и плотностью ρ=1,28-1,39 г/см, а в качестве заполнителя используют немолотую отвальную золошлаковую смесь, состоящую на 5% из золы с размером частиц менее 0,315 мм и на 95% - из шлака, с размером зерен, характеризующимся модулем крупности М=4 при соотношении зерен фракций, %:
фр. 2,5 мм
- 25,8
фр. 1,25 мм
- 35,7
фр. 0,63 мм
- 25,3
фр. 0,315 мм
- 13,2,
влажностью 1-1,5% и прочностью по дробимости Др=15% при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
Указанная зола-унос I поля
- 16,8-17,2
Указанная молотая золошлаковая смесь
- 4,2-4,3
Указанное жидкое стекло
- 14,0-16,0
Указанная немолотая золошлаковая смесь
- 63,2-64,5
Сырьевую смесь для приготовления бетона готовят следующим образом.
н
3
В лабораторной шаровой мельнице осуществляют помол до остатка на сите №008 - 0,15% отвальной золошлаковой смеси, образующейся при сжигании на ТЭЦ бурых углей КАТЭКа и характеризующейся влажностью 1% и насыпной плотностью ρ=1210 кг/м. Свойства исходной золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-4.
н
3
Молотую золошлаковую смесь перемешивают с золой-уноса I поля, образующейся при сжигании на ТЭЦ бурых углей КАТЭКа и характеризующейся насыпной плотностью ρ=875 кг/м и остатком на сите №008 - 7,0%, и немолотой золошлаковой смесью в соотношении «Зола I поля: Молотая золошлаковая смесь: Немолотая золошлаковая смесь» = 0,2:0,8:3. Свойства золы-уноса представлены в таблицах 5, 6.
Таблица 1
Свойства отвальной золошлаковой смеси, образующейся при сжигании на ТЭЦ бурых углей КАТЭКа
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)
1200-1250
2695
1-1,5
Др 15
2,3
4
Таблица 2
Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси
Остатки на ситах, %
Размеры отверстий сит, мм
для шлака
для золы
2,5
1,25
0,63
0,315
менее 0,315
частные
24,5
33,9
24,1
12,5
5
полные
24,5
58,4
82,5
95
100
Таблица 3
Гранулометрический состав шлаковой составляющей отвальной золошлаковой смеси
Остатки на ситах, %
Размеры отверстий сит, мм
2,5
1,25
0,63
0,315
частные
25,8
35,7
25,3
13,2
полные
25,8
61,5
86,8
100
Таблица 4
Химический состав отвальной золошлаковой смеси
Вид золошлакового отхода
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
СаО<sub>общ.</sub>
СаО<sub>св.</sub>
MgO
SO<sub>3</sub>
золошлаковая смесь
48,0
8,6
6,7
0,6
26,4
6,4
2,9
0,4
зольная
составляющая золошлаковой смеси
40,3
8,6
6,5
0,8
29,6
9,4
3,8
0,9
шлаковая
составляющая золошлаковой смеси
66,3
7,9
5,3
3,8
14,0
-
2,1
0,7
Таблица 5
Свойства золы-уноса I поля, образующейся при сжигании на ТЭЦ бурых углей КАТЭКа
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Истинная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Остаток на сите №008, %
Влажность, %
Потери после прокаливания (п.п.п.), %
850-880
2498
6,5-7,0
0,5
0,96
Таблица 6
Химический состав золы-уноса 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
3
3
Смесь сухих компонентов затворяют жидким стеклом из микрокремнезема, характеризующегося насыпной плотностью 190 кг/м и наличием 17% примесей в форме графита и β-SiC. Силикатный модуль жидкого стекла n=1, а его плотность ρ=1,28 г/см. Смесь перемешивают в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2-3 мин. Формование образцов-баночек размером 4×4×16 см осуществляют на лабораторной виброплощадке. Твердение образцов осуществляют в камере ТВО при температуре 90±5°С в течение 9 часов. После этого пропаренные образцы испытывают на прочность. Аналогично приготавливают и испытывают образцы бетона на основе сырьевых смесей других составов. Результаты представлены в таблице 7.
Анализ полученных данных показывает, что образцы бетона на основе предлагаемой сырьевой смеси характеризуются достаточно высокими показателями прочности, превышающими прочностные показатели бетона по прототипу. Кроме того, в качестве основного сырьевого компонента в предлагаемой сырьевой смеси используется зола-унос I поля, объемы образования которой значительно превышают объемы образования золы-унос II поля, используемой в сырьевой смеси по прототипу.