СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОТОСТОЙКОГО БЕТОНА
METHOD OF PRODUCING ACID-RESISTANT CONCRETE

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из кислотостойких 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 получения строительного материала являются относительно невысокие показатели кислотостойкости получаемого бетона.
3
3
Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является способ получения кислотостойкого бетона, включающий дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и их твердение с последующим выдерживанием изделий, причем в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска с насыпной плотностью ρ=1200-1250 кг/м, с размером зерен 0,63-10,0 мм и влажностью 2%, а в качестве вяжущего используют золощелочное вяжущее, состоящее из золы-уноса II 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, содержащего 9 мас.% высокодисперсных частиц графита С и 8 мас.% частиц β-SiC, с силикатным модулем n=1-2 и плотностью ρ=1,39-1,45 г/см, формуют изделия вибропрессованием, а твердение осуществляют в камере ТВО при температуре 90-95°C в течение 10 часов с последующим выдерживанием распалубленных пропаренных изделий в течение 14 суток при W=100% и Т=18-22°C [Патент РФ №2331605, 20.08.2008, 4 с.].
Недостатками описываемого способа являются относительно высокая температура пропаривания, длительность процесса твердения и использование в качестве основного сырьевого компонента золы-унос II поля, объемы образования которой незначительны.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение способа получения кислотостойкого бетона.
Технический результат - снижение температуры пропаривания изделий и сокращение длительности их твердения, расширение номенклатуры сырьевых компонентов.
3
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения кислотостойкого бетона включает подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение; в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска с насыпной плотностью ρ=1200-1450 кг/м, с размером зерен 0,315-10,0 мм и влажностью 1-1,5% при следующем соотношении зерен фракций, %:
фр. 10 мм - 9,9
фр. 5 мм - 49,6
фр. 2,5 мм - 10,2
фр. 1,25 мм - 13,9
фр. 0,63 мм - 10,6
фр. 0,315 мм - 5,8,
3
а в качестве вяжущего используют золощелочное вяжущее, состоящее на 35 мас.% из золы-унос I поля и на 65 мас.% - из золы-унос II поля, полученных 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, состоящего на 10-15% из кристаллической составляющей и на 85-90% - из аморфной, с силикатным модулем n=0,9-1,5 и плотностью ρ=1,30-1,42 г/см, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Указанная зола 1 поля - 7,30-7,50; указанная зола II поля - 13,50-13,90; указанное жидкое стекло - 14,40-16,70; указанная золошлаковая смесь - 62,50-64,20, подготовку осуществляют помолом алюмосиликатного компонента в шаровой мельнице в течение 15 мин, формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 3 часов при Т=18-22°C, а твердение осуществляют в камере ТВО при температуре Т=85-90°C по режиму 2+4+2 час.
Образцы для испытания готовили следующим образом.
н
3
В лабораторной шаровой мельнице производили помол в течение 15 минут 35% золы I поля и 65% золы II поля, полученных от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области. Молотые золы перемешивали с заполнителем - отвальной золошлаковой смесью Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска фракций 0,315-10 мм с насыпной плотностью ρ=1410 кг/м и влажностью 1%, в соотношении «Зола I поля: Зола II поля: Золошлаковая смесь» = 0,35:0,65:3. Свойства используемых зол и золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-5.
Таблица 1
Свойства золы ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области
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
6,3
1,17
II поле
775
2530
1,7
2,3
2,2
Таблица 2
Химический состав золы ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области
Вид золы
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
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
Таблица 3
Свойства отвальной золошлаковой смеси Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска
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.), %
2843
1200-1450
1-1,5
Др 12
2,5
Таблица 4
Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси ТЭЦ-6 г.Братска фракций 0,315-10 мм
Остатки на ситах, %
Размеры отверстий сит, мм
10
5
2,5
1,25
0,63
0,315
частные
9,9
49,6
10,2
13,9
10,6
5,8
полные
9,9
59,5
69,7
83,6
94,2
100
Таблица 5
Химический состав отвальной золошлаковой смеси ТЭЦ-6 г.Братска фракций 0,315-10 мм
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>
66,3
7,9
5,3
3,8
14,0
-
2,1
0,7
н
2
с
3
3
Смесь сухих компонентов затворяли жидким стеклом из микрокремнезема с насыпной плотностью ρ=180 кг/м и состоящего на 12% из кристаллической составляющей, представленной графитом (С) и карборундом (SiC) и на 88% - из аморфной составляющей, представленной SiO. Силикатный модуль жидкого стекла из микрокремнезема n=0,9, а плотность ρ=1,39 г/см. Смесь перемешивали в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2 мин. Формование образцов осуществляли на лабораторной виброплощадке, после чего образцы выдерживали в течение 3 часов при Т=18-22°C. Твердение образцов осуществляли в камере ТВО при Т=85°C по режиму 2+4+2 час. После этого пропаренные образцы подвергали испытаниям на кислотостойкость. Для этого часть образцов помещали в раствор серной кислоты 5%-й концентрации, а другую - в воду. Кислотостойкость оценивали по коэффициенту стойкости (К):
Результаты испытаний представлены в таблице 6. Аналогично подготовлены и испытаны образцы других составов. Результаты представлены также в таблице 6.
Анализ полученных данных показывает, что по предлагаемому способу получены кислотостойкие бетоны, так как кислотостойкость образцов достаточно высока: во всех случаях коэффициент стойкости составляет более 1. Кроме того, предлагаемый способ проще способа по прототипу, так как в нем отсутствует достаточно длительный период (14 суток) выдерживания изделий после ТВО. Предлагаемый способ экономичнее аналога по прототипу, так как позволяет снизить температуру ТВО с 90-95°C до 85-90°C. И, наконец, предлагаемый способ позволяет значительно расширить номенклатуру сырьевых материалов, так как в качестве алюмосиликатного компонента используется не только зола II поля, но и зола I поля, объемы образования которой значительно больше первой. Это, в свою очередь, способствует более полному решению экологических задач.