Сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления как монолитных, так и сборных конструкций и изделий из бетона на основе золошлакового заполнителя и позволяет обеспечить возможность эффективного использования многотоннажных отходов промышленности. Технический результат - получение достаточно прочных и одновременно легких теплоизоляционно-конструкционных бетонов, упрощение процесса их изготовления и снижение стоимости конечной продукции. Сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона включает заполнитель - отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска насыпной плотностью 900 кг/м³ и с размером зерен 0,14-5,0 и 10-20 мм, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля, а в качестве вяжущего - 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 кристаллического кремния Братского алюминиевого завода – микрокремнезема - и содержащего углеродистые примеси - графит и карборунд, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,3 9-1,41 г/см³, при следующем содержании компонентов, мас.%: зола-уноса 12,7-17,5, жидкое стекло из микрокремнезема 28,1-33,9, отвальная золошлаковая смесь фракции 10-20 мм 19,3-22,3, отвальная золошлаковая смесь фракции 0,14-5,0 мм 34,1-35,9. 6 табл.

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, может быть использовано для изготовления как монолитных, так и сборных конструкций и изделий из бетона 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.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является сырьевая смесь, включающая вяжущее, состоящее из молотой до остатка на сите №008 - 3,3% отвальной золошлаковой смеси и жидкого стекла из микрокремнезема, а также заполнитель - немолотую отвальную золошлаковую смесь с размером зерен 0,14-5,0 мм [Патент №2181706, 2002 г.].

Недостатками этой смеси являются ограничение областей применения получаемых бетонов, необходимость тонкого помола золошлаковой смеси, что значительно усложняет технологический процесс и увеличивает стоимость конечной продукции, а также неполное использование золошлаковых смесей.

Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются повышение качества бетона, упрощение технологического процесса его получения, расширение областей его применения.

Технический результат - получение достаточно прочных и одновременно легких теплоизоляционно-конструкционных бетонов, упрощение процесса их изготовления и снижение стоимости конечной продукции.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона включает заполнитель - отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска насыпной плотностью 900 кг/м³ и с размером зерен 0,14-5,0 и 10-20 мм, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля, а в качестве вяжущего - 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 кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема - и содержащего углеродистые примеси - графит и карборунд с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,39-1,41 г/см³ при следующем содержании компонентов, мас.%:

Зола-уноса 12,7-17,5

Жидкое стекло из микрокремнезема 28,1-33,9

Отвальная золошлаковая смесь

фракции 10-20 мм 19,3-22,3

Отвальная золошлаковая смесь

фракции 0,14-5,0 мм 34,1-35,9

Свойства золы-уноса II поля и отвальной золошлаковой смеси представлены в табл.1-5.

Таблица 1 Свойства золы-уноса II поля
Влажность, %	Насыпная плотность, кг/м3	Истинная плотность, кг/м3	Остаток на сите №008, %	Потери после прокаливания, %
2	920	2941	5	3
Таблица 2 Средний химический состав золы-уноса II поля
Содержание соединений, % по массе
SiO2	CaO	Fе2О3	Аl2О3	MgO	SO3	Na2O	К2О
47,2	19,6	7,1	16,1	3,7	2,2	0,3	0,8
Таблица 3 Свойства отвальной золошлаковой смеси
Влажность, %	Насыпная плотность, кг/м	Истинная плотность, кг/м3	ППП, %
2	900	2780	3,1

Таблица 4 Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси
Размер отверстий сит, мм	20	10	5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	Поддон
Частный остаток, %	12,1	9,5	12,8	11	5,7	26,6	9,7	9,3	3,3
Полный остаток, %	12,1	21,6	34,4	45,4	51,1	77,7	87,4	96,7	100
Таблица 5 Средний химический состав отвальной золошлаковой смеси
Содержание соединений, % по массе
SiO2	Аl2O3	CaO	MgO	SO3	Fe2O3+FeO
39,9	6,6	35,7	6,7	1,6	8,7

Сырьевая смесь для приготовления бетона готовилась следующим способом.

В необходимом соотношении дозировалась отвальная золошлаковая смесь фракций 20-10 мм (крупный заполнитель) и фракций 5-0,14 мм (мелкий заполнитель). К золошлаковой смеси добавлялась зола-уноса II поля и все перемешивалось в течение 1-2 мин. Затем полученная смесь сухих компонентов затворялась жидким стеклом из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,39-1,41 г/см. Смесь перемешивалась в бетоносмесителе принудительного действия в течение еще 1-2 мин. Формование образцов - кубов размером 15×15×15 см производилось на лабораторной виброплощадке, твердение - в камере ТВО при температуре 80-85°С по режиму 3+2+4+3 ч. Испытание пропаренных образцов производилось после их высушивания до постоянной массы. Предлагаемые составы и результаты испытаний приведены в табл.6.

Анализ полученных данных показывает, что на основе предлагаемой сырьевой смеси возможно получение достаточно прочных (до 16,3 МПа) и одновременно легких бетонов (плотность 1450-1570 кг/м³), что существенно расширяет диапазон областей их применения. При этом технологический процесс получения бетонов из предлагаемой сырьевой смеси значительно проще, а конечная продукция дешевле, чем по прототипу, так как основной компонент вяжущего предлагаемого варианта - зола (в отличие от золошлаковой смеси по прототипу) - не требует помола. И, наконец, предлагаемая сырьевая смесь позволяет решать экологические задачи, так как золошлаковая смесь используется полностью, т.е. всех фракций (0,14-20 мм). По прототипу же используется только часть золошлаковой смеси (фракции 0,14-5 мм).

Таблица 6 Составы и свойства бетонов
№ п/п	Состав смеси, масс.%	Свойства бетонов
Зола	Жидкое стекло	Золошлаковая смесь фракции 20-10 мм	Золошлаковая смесь фракции 5-0,14 мм	Плотность, кг/м3	Предел прочности при сжатии, МПа
1. 2.	17,5 12,7	28,1 33,9	19,3 22,3	35,9 34,1	1450 1570	16,3 15,4

Сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона, включающая заполнитель и вяжущее, состоящее из золы-уноса, 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 и карборунд, отличающаяся тем, что она содержит указанную золу-уноса II поля, указанное жидкое стекло с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,39-1,41 г/см³, а в качестве заполнителя - отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска насыпной плотностью 900 кг/м³ и с размером зерен 0,14-5 мм и 10-20 мм, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Зола-уноса 12,7-17,5

Жидкое стекло из микрокремнезема 28,1-33,9

Отвальная золошлаковая смесь

Фракции 10-20 мм 19,3-22,3

Отвальная золошлаковая смесь фракции 0,14-5,0 мм 34,1-35,9