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.

Известен 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, а в качестве вяжущего используют золощелочное вяжущее, состоящее из золы-унос II поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с силикатным модулем n=1-2 и плотностью ρ=1,39-1,45 г/см³, формуют изделия вибропрессованием, а твердение осуществляют в камере ТВО при температуре 90-95°С в течение 10 часов с последующим выдерживанием распалубленных пропаренных изделий в течение 14 суток при влажности 100% и температуре 18-22°С [Патент РФ №2331605, 20.08.2008, 4 с].

Недостатками описываемого способа являются относительно высокая температура пропаривания, длительность процесса и невысокие показатели кислотостойкости получаемого бетона.

Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению являются способ получения строительного материала, включающий дозирование кварцевого песка и компонентов вяжущего, их перемешивание и формование образцов, темпловлажностную обработку, причем в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-унос, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области и углеродсодержащего жидкого стекла, изготавливаемого 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/см³ [Патент РФ №2130904, 1999 г].

Недостатками описываемого способа получения строительного материала являются относительно невысокие показатели кислотостойкости и использование в качестве сырья природного высококачественного материала - кварцевого песка.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение кислотостойкости бетона с одновременной заменой природного сырья техногенным. Технический результат - повышение кислотостойкости бетона.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения кислотостойкого бетона включает дозирование заполнителя, микронаполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их последующее твердение; в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза, характеризующийся маркой по прочности 1200-1400 и насыпной плотностью ρ=1470-1500 кг/м³ при следующем соотношении фракций, масс.%:

фр.5 мм	- 13,8;
фр.2,5 мм	- 34,0;
фр.1,25 мм	- 25,5;
фр.0,63 мм	- 18,1;
фр.0,315 мм	- 4,3;
фр.0,14 мм	- 4,3,

в качестве микронаполнителя используют пыль от дробления диабаза, характеризующуюся остатком на сите №008 - 2,5-3%, а в качестве вяжущего используют золощелочное вяжущее, состоящее из золы-унос, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ-7 г.Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,35-1,39 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанная зола-унос	- 19,0-21,0;
Указанный отсев диабаза	- 57,0-63,0;
Указанная пыль диабаза	- 1,9-2,1;
Указанное жидкое стекло	- 13,9-22,1,

формование изделий осуществляют вибропрессованием в течение 1-2 мин., после чего осуществляют твердение пропариванием при температуре 85-90°С и атмосферном давлении в течение 8 часов.

Образцы для испытания готовили следующим образом.

Золу-унос, полученную при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ-7 г.Братска, смешивали с заполнителем - отсевом от дробления диабаза, характеризующимся маркой по прочности 1400 и насыпной плотностью ρ_н=1470 кг/м³, и микронаполнителем - пылью, образующейся при дроблении диабаза и характеризующейся остатком на сите №008 - 3%, в соотношении «Зола-унос: Отсев диабаза: Пыль диабаза» = 1:3:0,1. Свойства используемых материалов представлены в таблицах 1-4.

После этого смесь сухих компонентов затворяют жидким стеклом из микрокремнезема, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,37 г/см³.

Смесь перемешивают в бетоносмесителе до однородного состояния, после чего методом вибропрессования осуществляют формование образцов, которые затем подвергают пропариванию при температуре 85-90°С и атмосферном давлении в течение 8 часов.

Таблица 1
Свойства золы-уноса, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ-7 г.Братска
Насыпная плотность, кг/м3	Истинная плотность, кг/м3	Остаток на сите №008,%	Влажность, %	Потери после прокаливания (П.П.П.), %
890	2320	1,8	2,1	0,16

Таблица 2
Химический состав золы-уноса
Содержание оксидов, масс.%
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	Na2O	K2O	SO3	MqO
84,91	15,53	1,17	0,54	1,03	1,59	0,66	3,52

Таблица 3
Свойства отсева от дробления диабаза
Насыпная плотность, кг/м3	Истинная плотность, кг/м3	Прочность	Содержание пылевидных и глинистых примесей, %	Влажность, %
1470-1500	2810	1200-1400	6	1

Таблица 4
Гранулометрический состав отсева от дробления диабаза
Остатки на ситах, %	Размеры отверстий сит, мм
5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14
частные	13,8	34,0	25,5	18,1	4,3	4,3
полные	13,8	47,8	73,3	91,4	95,7	100

После твердения образцы подвергают испытаниям на кислотостойкость. Для этого часть образцов помещают в раствор серной кислоты 5%-ной концентрации, а другую - в воду. Кислотостойкость оценивают по коэффициенту стойкости

( К с ) = R и з г H 2 S O 4 R и з г H 2 O .

Результаты испытаний представлены в таблице 5. Аналогично подготовлены и испытаны образцы других составов. Результаты также представлены в таблице 5. 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 экономичнее способа по прототипу, так как длительность цикла пропаривания короче (8 часов против 12 часов), природное, специально добываемое сырье (кварцевый песок) заменено на техногенное сырье (отсев от дробления диабаза и пыль от дробления диабаза). И наконец, предлагаемый способ позволяет решать экологические проблемы, так как сырьевые материалы в предлагаемом материале - многотоннажные техногенные отходы.

Таблица 5
Результаты испытаний
№ п/п	Состав смеси, масс.%	Свойства использованных материалов	Кислотостойкость образцов (Кс)
Вяжущее	Заполнитель - отсев от дробления диабаза	Микро-наполнитель - пыль от дробления диабаза
Алюмосиликатный компонент - зола-унос	Щелочной компонент - жидкое стекло из микрокремнезема	Плотность жидкого стекла, г/см3	Насыпная плотность отсева от дробления диабаза на щебень, кг/м3	Прочность отсева от дробления диабаза на щебень	Остаток на сите №008, масс.%, пыли от дробления диабаза
1	20,78	14,80	62,34	2,08	1,35	1473	1200	2,5	1,30
2	19,00	22,10	57,00	1,90	1,39	1500	1200	2,5	1,25
3	20,82	14,64	62,46	2,08	1,36	1487	1200	3,0	1,31
4	20,85	14,51	62,55	2,09	1,38	1491	1400	2,5	1,32
5	21,00	13,90	63,00	2,10	1,35	1478	1400	3,0	1,34
6	19,94	18,25	59,82	1,99	1,37	1470	1400	3,0	1,27

Способ получения кислотостойкого бетона, включающий дозирование заполнителя, микронаполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их последующее твердение, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза, характеризующийся маркой по прочности 1200-1400, насыпной плотностью ρ=1470-1500 кг/м³, при следующем соотношении фракций, мас.%:

фр.5 мм	13,8
фр.2,5 мм	34,0
фр. 1,25 мм	25,5
фр.0,63 мм	18,1
фр.0,315 мм	4,3
фр.0,14 мм	4,3,

в качестве микронаполнителя используют пыль от дробления диабаза, характеризующуюся остатком на сите №008 - 2,5-3%, а в качестве вяжущего используют золощелочное вяжущее, состоящее из золы-уноса, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ-7 г.Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,35-1,39 г/см³, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанная зола-унос	19,0-21,0
Указанный отсев диабаза	57,0-63,0
Указанная пыль диабаза	1,9-2,1
Указанное жидкое стекло	13,9-22,1,

формование изделий осуществляют вибропрессованием в течение 1-2 мин, после чего осуществляют твердение пропариванием при температуре 85-90°С и атмосферном давлении в течение 8 ч.