Способ изготовления органического заполнителя для бетона

 

Использование: производство органического заполнителя для бетона. Сущность: способ включает обработку гидролизного лигнина щелочью до нейтральной реакции, введение добавки сернокислого алюминия в количестве 5-15 проц. от общей массы гидролизного лигнина, сушку заполнителя, пропитку его погружением в расплав парафина, охлаждение и нанесение на него пленки парафина. Глубина пропитки гранул составляет до 3 мм, прочность заполнителя в сухом виде до 0,8 МПа, после 0,5 часового водонасыщения до 0,8 МПа, водопоглощение за 4 часа до 6,5 мас. проц. 2 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности органического заполнителя для бетонов на основе портландцемента.

Известно использование органического заполнителя для бетонов отходов деревообрабатывающей промышленности опилок, стружки, а также рубленого камыша, стебля подсолнечника, кочанов кукурузы и др. [1] Известен способ изготовления заполнителя для бетона, включающий отработку гидролизного лигнина щелочью до рН 8,7-9,7, введение добавки водорастворимых солей Fе, Мn, Zn или Со с последующей грануляцией и сушкой [2] Предложенное техническое решение направлено на снижение деструктирующего действия экстрактивных веществ гидролизного лигнина на твердеющий цементный бетон.

Это достигается тем, что в способе изготовления органического заполнителя для бетона, включающем обработку гидролизного лигнина щелочью, в качестве добавки вводят сернокислый алюминий в количестве 5-15% от массы гидролизного лигнина, а после сушки заполнитель пропитывают погружением в расплав парафина, охлаждают и наносят на него пленку парафина.

Гранулы гидролизного лигнина с пропитанным парафином наружным слоем приобретает повышенную прочность, особенно в водосодержащих средах при экономичном расходе парафина, т.к. он сосредоточен в наружном слое гранул, ответственном за прочность. Наличие поверхностной пленки парафина на гранулах усиливает названный эффект и надежно обеспечивает низкое водопоглощение гранул и, как следствие, достаточную прочность в водосодержащих средах, т.е. в бетонной смеси.

Малое водопоглощение гранул обуславливает низкий уровень экстракции вредных веществ гидролизного лигнина водосодержащей бетонной массой и, следовательно, малое влияние этих веществ на процесс твердения бетона. Предварительная нейтрализующая кислота, щелочная обработка лигнина и наличие в нем сернокислого алюминия дополнительно способствуют снижению вредного влияния в этих малых количествах экстрактов, в результате чего бетон хорошо отверждается.

Низкое водопоглощение заполнителя бетона является положительным фактором, т.к. обеспечивает требуемую подвижность бетонной смеси и прочность бетона без излишнего расхода цемента.

Гидролизный лигнин является отходом гидролизной промышленности, представляет собой сыпучую малопластичную массу и включает лигнин, поли-, моносахариды, фурфурол, остатки кислот, смолистые вещества и влагу.

Необходимо либо удаление указанных кислот либо их нейтрализация введением щелочи.

Для снижения влияния экстрактивных веществ на цементный камень вводят сернокислый алюминий.

Способ изготовления заполнителя заключается в рассеве гидролизного лигнина на грохоте для удаления включений более 10 мм, нейтрализации щелочью (добавление гидрата окиси кальция в виде мелкодисперсного порошка) или в виде водной суспензии известкового молока, добавлении сернокислого алюминия и перемешивании. Затем лигнин подсушивают во вращающейся печи до формовочной влажности 48-52% Формование гранул осуществляют на серийно выпускаемом оборудовании (шнековых прессах) через специально изготовленную решетку с резательным устройством. Далее гранулы окатывают и сушат в сушильном барабане до влажности 2-3% Пропитку лигногранул осуществляют погружением их в расплав парафина с температурой около 100^oС на время, достаточное для проникновения парафина на глубину 1-3 мм. Это время ориентировочно составляет 3-5 минут.

После этого гранулы извлекают из парафина и охлаждают до температуры не выше 40^o С, затем вторично погружают в парафин на более короткое время, около 0,5 минут, извлекают из расплава и охлаждают.

Свойства гранул приведены в таблице 1.

Бетонную смесь состава портландцемент (М300) 280 кг кварцевый песок 610 кг заполнитель из гидролизного лигнина 405 кг вода 160 кг подвергали испытаниям на прочность. Результаты представлены в таблице 2.

Формула изобретения

Способ изготовления органического заполнителя для бетона, включающий обработку гидролизного лигнина щелочью, введение добавки, грануляцию и сушку, отличающийся тем, что обработку гидролизного лигнина щелочью проводят до нейтральной реакции, в качестве добавки вводят сернокислый алюминий в количестве 5-15% от массы гидролизного лигнина, а после сушки заполнитель пропитывают погружением в расплав парафина, охлаждают и наносят на него пленку парафина.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2