Способ получения кислотостойкого бетона

Способ получения кислотостойкого бетона

Реферат

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из кислотостойких бетонов.

Известно вяжущее, включающее высокомодульное жидкое стекло, бифторид калия и нефелиновый шлам [Авторское свидетельство СССР №1527204, кл. С04В 7/00, 1990].

Недостатками этого вяжущего являются относительно невысокие показатели кислотостойкости, а также использование в качестве щелочного компонента дорогостоящего промышленного жидкого стекла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 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 β=1,45-1,49 г/см³ [Патент РФ №2130904, 1999 г.].

Недостатками описываемого способа также являются относительно низкие показатели кислотостойкости строительного материала.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества бетона.

Технический результат - повышение кислотостойкости бетона.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения кислотостойкого бетона включает 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 р=1200-1250 кг/м³, с размером зерен 0,63-10,0 мм и влажностью 2% при следующем соотношении зерен фракций:

фракция 5-10 мм	15-20%;
фракция 2,5-5 мм	20-50%;
фракция 1,25-2,5 мм	30-40%;
фракция 0,63-1,25 мм	10-20%,

а в качестве вяжущего используется 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% высокодисперсных частиц графита - С и 8% мельчайших частиц β-модификации карборунда - βSiC, с силикатным модулем n=1-2 и плотностью р=1,39-1,45 г/см³, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Зола-унос	18,9-21,7
Жидкое стекло	13,0-24,5
Отвальная золошлаковая смесь	56,6-65,2,

формуются изделия вибропрессованием, а твердение осуществляется в камере ТВО при температуре Т=90-95°С в течение 10 час с последующим выдерживанием пропаренных распалубленных изделий в течение 14 суток при влажности W=100% и Т=20±2°С.

Пример. Образцы бетона готовились следующим образом. В качестве заполнителя используется отвальная золошлаковая смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска с насыпной плотностью р=1200 кг/м³, с размером зерен 0,63-10,0 мм и влажностью 2% при следующем соотношении зерен фракций, мас.%: фракция 5-10 мм 20; фракция 2,5-5 мм 30; фракция 1,25-2,5 мм 40; фракция 0,63-1,25 мм 10. Зола-унос второго поля перемешивалась с отвальной золошлаковой смесью в соотношении З:ЗШС=1:3 и все затворялось жидким стеклом из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью р=1,45 г/см³. Смесь перемешивалась в бетоносмесителе принудительного действия в течение 3 мин. Формование образцов производилось вибропрессованием. Твердели образцы в камере ТВО при температуре 95°С в течение 10 час., после чего выдерживались в течение 14 суток при влажности W=100% и Т=20°С. Испытания на кислотостойкость осуществлялись следующим образом. Часть образцов помещали в раствор серной кислоты (Н₂SO₄) 5%-ной концентрации, а другую - в воду. Кислотостойкость предлагаемого материала оценивалась по коэффициенту стойкости (Кс).

Предлагаемые составы и результаты испытаний представлены в таблице.

ТаблицаСоставы и свойства бетонов
№ п/п	Свойства жидкого стекла	Состав смеси, мас.%	Кислотостойкость по коэффициенту стойкости (Кс)
Силикатный модуль (n)	Плотность, г/см3	Зола-унос	Жидкое стекло	Золошлаковая смесь
1	1	1,39	21,7	13,0	65,3	1,38
2	1	1,45	20,4	18,4	61,2	1,41
3	2	1,39	18,9	24,5	56,6	1,40

Анализ полученных данных показывает, что по предлагаемому способу получены кислотостойкие бетоны, т.к. кислотостойкость образцов достаточно высока: во всех случаях коэффициент стойкости составляет более 1. Достаточно высокая кислотостойкость предлагаемого золошлакощелочного бетона обусловлена, прежде всего, одной природой заполнителя - золошлаковой смеси и компонента вяжущего - золы-уноса, представляющих собой алюмосиликатное сырье. Заполнитель не является инертным компонентом, а выполняет роль активной составляющей.

Так, при химическом взаимодействии золошлаковой смеси с жидким стеклом происходит образование низкоосновных гидросиликатов кальция группы CSH(B) и цеолитоподобных минералов, обладающих высокой коррозионной стойкостью. Поэтому дополнительное формирование нерастворимых и кислотостойких новообразований на границе «Вяжущее - заполнитель» приводит к увеличению кислотостойкости предлагаемого бетона.

Кроме того, высокое содержание в жидком стекле из микрокремнезема мельчайших частиц графита - С и карборунда - βSiC, которые обладают не только химической инертностью, но и высокой коррозионной стойкостью, также способствуют увеличению кислотостойкости предлагаемого золошлакощелочного бетона. Кроме того, мельчайшие частицы С и βSiC, располагаясь в порах образцов затвердевшего материала, препятствуют проникновению в него агрессивной жидкой среды - раствора кислоты, что также способствует увеличению кислотостойкости предлагаемого золошлакощелочного бетона.

Значительный рост кислотостойкости после выдерживания пропаренных образцов предлагаемого золошлакощелочного бетона в воде связан с продолжающимися процессами структурообразования цеолитоподобных минералов (известно, что процесс достаточно длительный).

И наконец, способ формования бетона также влияет на его кислотостойкость. При виброформовании образцов бетона происходит рост кислотостойкости предлагаемого золошлакощелочного бетона за счет получения более плотной структуры материала.

Способ получения кислотостойкого бетона, включающий дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и их твердение с последующим выдерживанием изделий, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска с насыпной плотностью р=1200-1250 кг/м³, с размером зерен 0,63-10,0 мм и влажностью 2% при следующем соотношении зерен фракций, мас.%:

фракция 5-10 мм	15-20
фракция 2,5-5 мм	20-50
фракция 1,25-2,5 мм	30-40
фракция 0,63-1,25 мм	10-20

а в качестве вяжущего используют золощелочное вяжущее, состоящее из золы-уноса II золя, 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-модификации карборунда βSiC, с силикатным модулем n=1-2 и плотностью р=1,39-1,45 г/см³, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

зола-унос	18,9-21,7
жидкое стекло	13,0-24,5
отвальная золошлаковая смесь	56,6-65,2

формуют изделия вибриропрессованием, а твердение осуществляют в камере ТВО при температуре Т=90-95°С в течение 10 ч с последующим выдерживанием распалубленных пропаренных изделий в течение 14 суток при влажности W=100% и Т=18-22°С.