Сырьевая смесь для приготовления жаростойкого золошлакового бетона
Владельцы патента RU 2374200:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления конструкций и изделий из жаростойких бетонов на основе золошлакового заполнителя и позволяет обеспечить возможность эффективного использования многотоннажных отходов промышленности. Технический результат - повышение жаростойкости бетонов при одновременном упрощении процесса его получения, снижение стоимости готовой продукции. Сырьевая смесь для приготовления жаростойкого золошлакового бетона включает, мас.%: 35,0-60,0 заполнитель - отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска от сжигания бурого угля КАТЭКа Ирша-Бородинского угольного разреза с насыпной плотностью золошлаковой смеси ρнас=1350-1400 кг/м3, состоящую на 10% из золы и 90% из шлака, с размером зерен - 0,315-5,0 мм и влажностью 2-3% при соотношении зерен фракций, %: фр. 5 мм - 22,44, фр. 2,5 мм - 29,56, фр. 1,25 мм - 12,44, фр. 0,63 мм - 25,56, фр. 0,315 мм - 10,0, и вяжущее из золы-уноса от сжигания бурого Канско-Ачинского угля ТЭЦ-7 г.Братска I поля с ρнас=800-850 кг/м3 и остатком на сите №008 - 6,7%, 17,8-38,9, и жидкого стекла из отхода производства ферросилиция Братского завода ферросплавов - микрокремнезема с ρнас=230-245 кг/м3 и содержащего высокодисперсные кристаллические примеси в форме графита и β-карборунда в количестве 10-13%, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,32-1,35 г/см3, 20,0-30,2. 1 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления конструкций и изделий из жаростойких бетонов 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 является недостаточная жаростойкость бетонов на ее основе, что ограничивает применение получаемых бетонов, а также необходимость тонкого помола золошлаковой смеси, что значительно усложняет технологический процесс и увеличивает стоимость готовой продукции.
Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются повышение качества бетона, упрощение процесса его получения, расширение областей его применения.
Технический результат - повышение жаростойкости бетона при одновременном упрощении процесса его получения, снижение стоимости готовой продукции.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления жаростойкого золошлакового бетона включает заполнитель и вяжущее, состоящее из золы-уноса, полученной от сжигания бурого Канска-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области и жидкого стекла, в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска, полученную от сжигания бурого угля КАТЭКа Ирша-Бородинского угольного разреза с насыпной плотностью золошлаковой смеси ρнас=1350-1400 кг/м3, состоящую на 10% из золы и 90% из шлака, с размером зерен - 0,315-5,0 мм и влажностью 2-3% при следующем соотношении зерен фракций:
| фр. 5 мм | - 22,44% |
| фр. 2,5 мм | - 29,56% |
| фр. 1,25 мм | - 12,44% |
| фр. 0,63 мм | - 25,56% |
| фр. 0,315 мм | - 10,0%, |
в качестве золы-унос используют золу I поля с ρнас=800-850 кг/м3 и остатком на сите №008 - 6,7%, а в качестве жидкого стекла используют жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского завода ферросплавов - микрокремнезема с ρнас=230-245 кг/м3 и содержащего высокодисперсные кристаллические примеси в форме графита и β-карборунда в количестве 10-13%, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,32-1,35 кг/м3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанная зола-унос | 17,8-38,9% |
| Указанное жидкое стекло | 20,0-30,2% |
| Указанная золошлаковая смесь | 35,0-60,0% |
Пример. Сырьевая смесь для приготовления бетона готовилась следующим образом. Зола-унос I поля перемешивалась с отвальной золошлаковой смесью, все затворялось жидким стеклом из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,35 кг/м3. Смесь перемешивалась в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2-3 мин. Формование образцов - балочек размером 4×4×16 см производилось на лабораторной виброплощадке. Образцы твердели в камере ТВО при температуре 90±5°С в течение 9 часов. После этого часть пропаренных образцов испытывалась на прочность, а остальные образцы высушивались в сушильном шкафу при Т=105-110°С в течение 48 часов, после чего подвергались непосредственным испытаниям на жаростойкость - в муфельной печи при Т=1000°С в течение четырех часов. При этом скорость подъема и снижения температуры составляла 150°С/час. После таких испытаний образцы испытывались на прочность. Аналогично приготовлены и испытаны бетоны на основе сырьевых смесей еще двух составов. Результаты представлены в таблице.
| Таблица | |||||||||
| Жаростойкость бетона | |||||||||
| № п/п | Свойства жидкого стекла | Состав смеси, мас.ч, % | Свойства бетона | ||||||
| Золошлако вая смесь |
Зола-унос | Жидкое стекло | Прочность после ТВО, МПа | Средняя плотность высушенного бетона, кг/м3 | Коэф. констр. качества | Остаточная прочность после обжига, % | |||
| Силикат ный модуль |
Плотность, г/см3 | ||||||||
| 1 | 1 | 1,32 | 48,78 | 24,39 | 26,83 | 7,2 | 1653 | 0,004 | 119 |
| 2 | 1 | 1,33 | 37,00 | 33,33 | 29,67 | 8,7 | 1640 | 0,005 | 84 |
| 3 | 1 | 1,35 | 48,19 | 24,10 | 27,71 | 14,7 | 1658 | 0,009 | 78 |
Анализ полученных данных показывает, что бетоны на основе предлагаемой сырьевой смеси характеризуются достаточно высокими показателями марочной и остаточной прочности при невысоких значениях средней плотности: до 14,7 МПа, 119% и 1640 кг/м3 соответственно. Технологический процесс получения предлагаемой сырьевой смеси значительно проще, т.к. зола-унос в отличие от золошлаковой смеси, по прототипу, не требует помола. Кроме того, предлагаемая сырьевая смесь дешевле аналога, т.к. в технологическом процессе ее получения отсутствует весьма энерго-, метало- и трудоемкая операция - помол.
Сырьевая смесь для приготовления жаростойкого золошлакового бетона включает заполнитель и вяжущее, состоящее из золы-унос, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области, и жидкого стекла, отличающаяся тем, что в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска, полученную от сжигания бурого угля КАТЭКа Ирша-Бородинского угольного разреза с насыпной плотностью золошлаковой смеси
ρнас=1350-1400 кг/м3, состоящую на 10% из золы и 90% из шлака, с размером зерен - 0,315-5,0 мм и влажностью 2-3% при следующем соотношении зерен фракций:
| фр. 5 мм | 22,44% |
| фр. 2,5 мм | 29,56% |
| фр. 1,25 мм | 12,44% |
| фр. 0,63 мм | 25,56% |
| фр. 0,315 мм | 10,0%, |
в качестве золы-унос используют золу I поля с ρнас=800-850 кг/м3 и остатком на сите №008 - 6,7%, а в качестве жидкого стекла используют жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского завода ферросплавов - микрокремнезема с ρнас=230-245 кг/м3 и содержащее высокодисперсные кристаллические примеси в форме графита и β-карборунда в количестве 10-13%, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,32-1,35 кг/м3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанная зола-унос | 17,8-38,9 |
| Указанное жидкое стекло | 20,0-30,2 |
| Указанная золошлаковая смесь | 35,0-60,0 |
