Сырьевая смесь для приготовления жаростойкого бетона
Владельцы патента RU 2374201:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в промышленном строительстве при изготовлении изделий и конструкций из жаростойких бетонов. Технический результат - повышение жаростойкости бетона при одновременном упрощении процесса его получения, снижение стоимости готовой продукции. Сырьевая смесь для приготовления жаростойкого бетона включает, мас.%: 36,83-64,51 заполнитель - отсев от дробления диабазовых глыб на щебень с размером зерен 0-5 мм с ρнас=1590 кг/м3 и влажностью 1-2% при следующем соотношении зерен фракций, %: фр. 5 мм - 55,0, фр. 2,5 мм - 26,0, фр. 1,25 мм - 6,7, фр. 0,63 мм - 1,7, фр. 0,315 мм - 3,3, фр. 0,14 мм - 5, менее 0,14 мм - 2,3, и вяжущее, состоящее из золы-уноса I поля с ρнас=800-850 кг/м3 и остатком на сите №008 - 6,7%, 20,41 - 40,72 и жидкого стекла, изготовленного из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского завода ферросплавов-микрокремнезема с ρнас=215-220 кг/м3 и содержащего высокодисперсные кристаллические примеси в форме карборунда и графита в количестве 8-10%, с силикатным модулем n=1-1,5 и плотностью ρ=1,33-1,34 г/см, 13,98-27,17. 1 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в промышленном строительстве при изготовлении изделий и конструкций из жаростойких бетонов.
Известны жаростойкие и огнеупорные бетоны на основе портландцемента, шлакопортланцемента [Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества: Учеб. для вузов, 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986, с.329-332].
Недостатками этих бетонов являются значительные усадочные деформации, многокомпонентность, а следовательно, значительная стоимость таких бетонов.
Наиболее близким к изобретению, по технической сущности, является бетонная смесь, включающая кварцевый песок, углеродосодержащее жидкое стекло из микрокремнезема, золошлаковую смесь и портландцемент [Патент RU №2259971, 2005 С04В 28/26 // С04В 111:20, с.3].
Недостатками бетона на основе этой бетонной смеси являются невысокие показатели жаростойкости бетона, многокомпонентность состава, использование природного кондиционного кварцевого песка, необходимость помола золошлаковой смеси, использование дорогостоящего портландцемента.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением является повышение качества бетона.
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 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, а в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабазовых глыб на щебень с размером зерен 0-5 мм с ρнас=1590 кг/м3 и влажностью 1-2% при следующем соотношении зерен фракций:
| фр. 5 мм | - 55,0% |
| фр. 2,5 мм | - 26,0% |
| фр. 1,25 мм | - 6,7% |
| фр. 0,63 мм | - 1,7% |
| фр. 0,315 мм | - 3,3% |
| фр. 0,14 мм | - 5% |
менее 0,14 мм - 2,3%, 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=215-220 кг/м3 и содержащего высокодисперсные кристаллические примеси в форме карборунда и графита в количестве 8-10%, с силикатным модулем n=1-1,5 и плотностью ρ=1,33-1,34 г/см3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанная зола-унос | 20,41-40,72% |
| Указанное жидкое стекло | 13,98-27,17% |
| Указанный отсев диабаза | 36,83-64,51% |
Пример. Образцы для испытаний готовились следующим образом. Зола-унос первого поля перемешивалась с отсевом диабаза, все затворялось жидким стеклом из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,34 г/см3. 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.% | Свойства бетона | ||||
| Сили-кат-ный | Плотность, г/см3 | Отсев диабаза | Зола | Жидкое стекло | Прочность при сжатии после ТВО, МПа | Остаточная прочность после обжига, % | |
| 1 | 1 | 1,33 | 38,60 | 38,60 | 22,80 | 30,5 | 86,6 |
| 2 | 1 | 1,34 | 51,44 | 25,72 | 22,84 | 34,1 | 88 |
| 3 | 1,5 | 1,33 | 61,23 | 20,41 | 18,36 | 22,9 | 74 |
Анализ полученных данных показывает, что бетоны на основе предлагаемой сырьевой смеси характеризуются достаточно высокими показателями марочной и остаточной прочности: до 34,1 МПа и 88% соответственно. При этом предлагаемая сырьевая смесь состоит только из трех компонентов в отличие от многокомпонентного аналога, в составе которого используется корректирующая добавка. Технологический прцесс получения предлагаемой сырьевой значительно проще, так как зола-унос в отличие от золошлаковой смеси не требует помола. Предлагаемая сырьевая смесь дешевле аналога, так как в технологическом процессе ее получения отсутствует весьма энергоемкая операция - помол, а все компоненты предлагаемой сырьевой смеси либо являются отходами промышленности (зола-унос, отсев диабаза), либо получены на основе отходов (жидкое стекло из микрокремнезема) в отличие от известной смеси, в которой используется природное кондиционное сырье - кварцевый песок и дорогостоящий энергоемкий искусственный материал - портландцемент. Таким образом, предлагаемая сырьевая смесь позволяет решать не только технические задачи (получение жаростойких бетонов с высокими показателями марочной и остаточной прочности, но и экономические (снижение стоимости строительных материалов) и экологические (широкое вовлечение в производство отходов промышленности).
Сырьевая смесь для приготовления жаростойкого 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 отсев от дробления диабазовых глыб на щебень с размером зерен 0-5 мм с ρнас=1590 кг/м3 и влажностью 1-2% при следующем соотношении зерен фракций:
| фр. 5 мм | 55,0% |
| фр. 2,5 мм | 26,0% |
| фр. 1,25 мм | 6,7% |
| фр. 0,63 мм | 1,7% |
| фр. 0,315 мм | 3,3% |
| фр. 0,14 мм | 5% |
| менее 0,14 мм | 2,3%, |
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=215-220 кг/м3 и содержащее высокодисперсные кристаллические примеси в форме карборунда и графита в количестве 8-10%, с силикатным модулем n=1-1,5 и плотностью ρ=1,33-1,34 г/см3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанная зола-унос | 20,41-40,72 |
| Указанное жидкое стекло | 13,98-27,17 |
| Указанный отсев диабаза | 36,83-64,51 |
