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 бетонов 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
3
Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является сырьевая смесь, включающая заполнитель и вяжущее, состоящее из золы-унос I поля и жидкого стекла из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,32-1,35 г/см, и заполнитель - отвальную золошлаковую смесь с насыпной плотностью ρ=1350-1400 кг/м, влажностью 2-3% и на 90% состоящую из шлакового щебня с размером зерен 0,315-0,5 мм и на 10% - из золы [Патент RU №2374200 С1, С04В 28/08, 28/26, 111/20, 27.11.2009, 4 с.].
Недостатками описываемой сырьевой смеси являются невысокие прочностные показатели бетонов, изготавливаемых из этой сырьевой смеси, что ограничивает применение получаемых бетонов.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества сырьевой смеси.
Технический результат - повышение прочностных показателей бетона.
н
н
н
3
3
3
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона включает заполнитель и вяжущее, состоящее из золы-унос, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и жидкого стекла, изготовленного из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема; она содержит золу-унос, состоящую на 25% из золы-унос I поля, характеризующейся насыпной плотностью ρ=830-860 кг/м и остатком на сите №008 - 6,8-7,2%, и на 75% - из золы-унос II поля, характеризующейся насыпной плотностью ρ=710-750 кг/м и остатком на сите №008 - 1,3-2,0%, в качестве заполнителя - отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска, полученную от сжигания бурого угля КАТЭКа Ирша-Бородинского угольного разреза с насыпной плотностью золошлаковой смеси ρ=1200-1250 кг/м, состоящую на 10% из золы и на 90% - из шлака, с размером зерен - 0,315-5 мм при соотношении зерен фракций, %:
фр.5 мм - 56,0;
фр.2,5 мм - 11,4;
фр.1,25 мм - 15,7;
фр.0,63 мм - 11,1;
фр.0,315 мм - 5,8,
и влажностью 1,5-2% при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
Указанное жидкое стекло -16,70-18,00;
Указанная золошлаковая смесь - 61,50-62,50;
Указанная зола-унос, состоящая на 25% из золы-унос I поля и на 75% - из золы-унос II поля - остальное.
Сырьевая смесь для приготовления бетона готовилась следующим образом.
3
3
3
н
25 мас.% золы-унос I поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, характеризующейся насыпной плотностью 830 кг/м и остатком на сите №008 - 6,8%, перемешивались с 75 мас.% золы-унос II поля, также полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, характеризующейся насыпной плотностью 728 кг/м и остатком на сите №008 - 2,0%. К смеси зол добавлялась отвальная золошлаковая смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска, полученная от сжигания бурого угля КАТЭКа Ирша-Бородинского угольного разреза с насыпной плотностью золошлаковой смеси ρ=1220 кг/м, влажностью 1,5% и состоящая на 10 мас.% из золы и на 90 мас.% - из шлака с размером зерен 0,315-5 мм, характеризующаяся зерновым составом, представленным в таблицах 4 и 5. Соотношение между золами и золошлаковой смесью составляло
Зола I поля: Зола II поля: Золошлаковая смесь = 0,25:0,75:3.
Свойства используемых материалов представлены в таблицах 1-6.
3
После перемешивания сухих компонентов к смеси добавлялось жидкое стекло из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,36 г/см. Смесь перемешивалась в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2-3 мин. Формование образцов-балочек размером 4×4×16 см производилось на лабораторной виброплощадке. Образцы твердели в камере ТВО при температуре 90±5°С в течение 9 часов. После этого пропаренные образцы испытывались на прочность. Аналогично приготовлены и испытаны бетоны на основе сырьевых смесей других составов. Результаты представлены в таблице 7.
Таблица 1
Физические характеристики золы-унос
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
830-860
2547
0,7
6,8-7,2
1,1
II поле
710-750
2412
0,9
1,3-2,0
1,3
Таблица 2
Химический состав золы-унос
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
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.), %
1200-1250
2695
1,5-2,0
Др 15
2,3
Таблица 4
Зерновой состав отвальной золошлаковой смеси
Остатки на ситах, %
Размеры отверстий сит, мм
для шлака
для золы
5,0
2,5
1,25
0,63
0,315
0,14 и менее
частные
50,4
10,3
14,1
10,0
5,2
10
полные
50,4
60,7
74,8
84,8
90
100
Таблица 5
Зерновой состав шлаковой составляющей отвальной золошлаковой смеси
Остатки на ситах, %
Размеры отверстий сит, мм
5,0
2,5
1,25
0,63
0,315
частные
56
11,4
15,7
11,1
5,8
полные
56
67,4
83,1
94,2
100
Таблица 6
Химический состав отвальной золошлаковой смеси
Вид золошлакового отхода
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>
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
Анализ полученных данных показывает, что бетоны на основе предлагаемой сырьевой смеси характеризуются достаточно высокими показателями прочности, превышающими прочностные показателями бетона по прототипу.
Таблица 7
Результаты испытаний
№ состава
Состав смеси, мас.%
Свойства материалов
Прочность образцов после ТВО, МПа
Заполнитель - отвальная золошлаковая смесь
Жидкое стекло из микрокрем-незема
Зола-унос, состоящая на 25% из золы-унос I поля и на 75% - из золы-унос II поля
Зола I поля
Зола II поля
Золошлаковая смесь
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Остаток на сите №008, %
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Остаток на сите №008, %
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Остаток на сите №008, %
1
61,56
18,0
20,44
830
6,8
728
2,0
1220
1,5
30,1
2
62,40
16,7
20,90
841
6,9
742
1,7
1236
1,8
31,9
3
62,04
17,3
20,66
860
7,2
710
1,3
1200
1,9
38,5
4
61,50
16,9
21,60
852
7,0
736
1,4
1250
1,7
34,2
5
62,50
17,6
19,9
837
6,9
750
1,9
1245
2,0
36,8