Способ получения золошлакового бетона

Способ получения золошлакового бетона

Реферат

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

Известен способ получения строительного материала, включающий дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание и формование образцов, тепловлажностную обработку, причем в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-унос II поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема и содержащего углеродистые примеси - графит С и карборунд с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,38 г/см³, а в качестве заполнителя - отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска с размером зерен 0,63-2,5 мм, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля [Патент RU №2252923, 27.05.2005, с.3].

Недостатками описываемого способа являются относительно невысокие прочностные показатели строительного материала и использование в качестве заполнителя лишь шлаковой составляющей золошлаковой смеси, что не позволяет утилизировать в составе бетона зольную составляющую с размером зерен менее 0,63 мм и приводит к образованию значительного объема отходов.

Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является способ получения бетона, включающий 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 ρ=1250-1330 кг/м³, влажностью 3-4%, на 20-47% состоящая из шлакового щебня с размером фракций 5 мм и на 80-53% - шлакового песка с модулем крупности 4,41-3,57, а в качестве вяжущего используется золощелочное вяжущее, состоящее из золы-уноса I 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 с насыпной плотностью 230-245 кг/м³ и содержащего высокодисперсные кристаллические частицы графита и β-модификации карбида кремния в количестве 10-13%, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,33-1,41 г/см³, формуются изделия прессованием под нагрузкой 1-5 МПа, а твердение осуществляется в камере тепловлажностной обработки при температуре 80°C по режиму 2+3+3+3 часа с последующим выдерживанием распалубленных пропаренных изделий в течение 30-60 суток в помещении с температурой воздуха 20-25°C [Патент RU №2374209, 27.11.2009, c.5].

Недостатками описываемого способа являются относительно невысокие прочностные показатели бетона, длительность процесса твердения изделий.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение способа получения бетона.

Технический результат - повышение прочностных показателей бетона, сокращение длительности технологического процесса.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения бетона включает дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и последующее твердение; в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-6 с прочностью по дробимости Др=12,5-15,3%, истинной плотностью ρ_и=2320-2490 кг/м³ и потерями после прокаливания ППП=2,65-4,78% при следующем соотношении фракций, %:

фр. 5 мм	11,2
фр. 2,5 мм	19,4
фр. 1,25 мм	17,1
фр. 0,63 мм	25,2
фр. 0,315 мм	14,3
фр. 0,14 мм и менее	12,8

а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-унос II поля, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-7 с истинной плотностью ρ_и=2610-2830 кг/м³ и потерями после прокаливания ППП=3,4-5,6%, и жидкого стекла, изготавливаемого из отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с истинной плотностью 2170-2390 кг/м³ и содержанием 7-11 мас.% кристаллических примесей, с силикатным модулем n=0,8-1,3 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанная зола-унос II поля	19,4-20,9
Указанная отвальная золошлаковая смесь	58,2-62,7
Указанное жидкое стекло	16,4-22,4

формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 1 часа в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°C, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 80±5°C по режиму 2+4+2 час.

Образцы для испытания готовили следующим образом.

Золу-унос II поля, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-7 с насыпной плотностью ρ_н=998 кг/м³, остатком на сите №008 - 10,8% и влажностью W=0,21%, и отвальную золошлаковую смесь, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-6 с насыпной плотностью ρ_н=1150 кг/м³, влажностью W=0,35% и модулем крупности Мкр=3,3, перемешивают в соотношении «Зола II поля : Золошлаковая смесь» = 1:3. Свойства золы-унос и отвальной золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-5.

Таблица 1
Свойства золы-унос II поля
Насыпная плотность, кг/м3	Истинная плотность, кг/м3	Влажность, %	Остаток на сите №008, %	Потери после прокаливания, %
998	2610-2830	0,22	10,8	3,4-5,6

Таблица 2
Химический состав золы-унос II поля
Содержание оксидов, мас.%
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	Na2O	K2O	SO3	MgO
50,5	8,6	8,4	20,5	0,1	0,6	1,5	1,7

Таблица 3
Свойства отсева от дробления диабаза
Насыпная плотность, кг/м3	Насыпная плотность, кг/м3	Влажность %	Прочность по дробимости, %	Потери после прокаливания	Модуль крупности (Мкр)
2320-2490	1150	0,35	12,5-15,3	2,65-4,78	3,3

Таблица 4
Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси
Остатки на ситах, %	Размеры отверстий сит, мм
5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	менее 0,14
частные	11,2	19,4	17,1	25,2	14,3	7,9	4,9
полные	11,2	30,6	47,7	72,9	87,2	95,1	100

Таблица 5
Химический состав отвальной золошлаковой смеси
Массовое содержание компонентов, мас.%
SiO2	Al2O3	Fe2O3	R2O	CaOобщ	CaOсв	MgO	SO3
48,0	8,6	6,7	0,6	26,4	6,4	2,9	0,4

После этого смесь сухих компонентов затворяют жидким стеклом с силикатным модулем n=0,8-1,3 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см³ из микрокремнезема с насыпной плотностью ρ_н=275 кг/м³. Смесь перемешивают в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2 мин. Формование образцов осуществляют на лабораторной виброплощадке, после чего образцы выдерживают в течение 1 часа в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°C. Твердение образцов осуществляют пропариванием при температуре 80±5°C по режиму 2+4+2 час. После этого осуществляют испытание пропаренных образцов. Результаты представлены в таблице 6. Аналогично подготовлены и испытаны другие образцы. Результаты также представлены в таблице 6.

Анализ полученных данных показывает, что по предлагаемому способу получены достаточно прочные образцы бетона. Кроме того, предлагаемый способ проще способа по прототипу, так как в нем полностью отсутствует достаточно длительный период выдерживания пропаренных изделий в течение 30-60 суток в помещении с температурой воздуха 20-25°C. И наконец, предлагаемый способ позволяет сократить длительность тепловлажностной обработки на 3 часа.

Таблица 6
Результаты испытаний
№ п/п	Состав смеси, мас.%	Характеристика отвальной золошлаковой смеси	Характеристика золы-унос II поля	Свойства жидкого стекла из микрокремнезема	Предел прочности, МПа
Вяжущее	Заполнитель - золошлаковая смесь
Алюмосиликатный компонен - зола-унос II поля	Щелочной компонент - жидкое стекло из микрокремнезема	Истинная плотность, кг/м3	Прочность по дробимости, %	Потери после прокаливания, %	Истинная плотность, кг/м3	Потери после прокаливания, %	Силикатный модуль жидкого стекла	Плотность жидкого стекла, г/см3	Истинная плотность микрокремнезема, кг/м3	Содержание примесей в микрокремнеземе, мас.%	при изгибе	при сжатии
1	19,4	22,4	58,2	2320	12,5	4,78	2660	5,0	1,3	1,37	2230	8	4,30	26,2
2	19,8	20,8	59,4	2490	15,3	2,65	2770	3,9	1,1	1,38	2170	7	4,36	26,3
3	20,2	19,2	60,6	2440	14,6	3,18	2720	4,5	1,0	1,38	2390	11	4,70	28,6
4	20,6	17,6	61,8	2360	13,2	4,24	2610	5,6	0,9	1,39	2280	9	4,52	27,1
5	20,9	16,4	62,7	2400	13,9	3,71	2830	3,4	0,8	1,39	2340	10	4,53	28,6

Способ получения бетона, включающий дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и последующее твердение, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь, полученную при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-6 с прочностью по дробимости Др=12,5-15,3%, истинной плотностью ρ_и=2320-2490 кг/м³ и потерями после прокаливания ППП=2,65-4,78% при следующем соотношении фракций, %:

фр. 5 мм	11,2
фр.2,5 мм	19,4
фр. 1,25 мм	17,1
фр. 0,63 мм	25,2
фр. 0,315 мм	14,3
фр. 0,14 мм и менее	12,8

а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-унос II поля, полученной при сжигании бурых Канско-Ачинских углей на Иркутской ТЭЦ-7 с истинной плотностью ρ_и=2610-2830 кг/м³ и потерями после прокаливания ППП=3,4-5,6%, и жидкого стекла, изготавливаемого из отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с истинной плотностью 2170-2390 кг/м³ и содержанием 7-11 мас.% кристаллических примесей с силикатным модулем n=0,8-1,3 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанная зола-унос II поля	19,4-20,9
Указанная отвальная золошлаковая смесь	58,2-62,7
Указанное жидкое стекло	16,4-22,4

формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 1 ч в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°C, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 80±5°C по режиму 2+4+2 ч.