Способ получения кислотостойкого бетона
Владельцы патента RU 2471754:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из кислотостойких бетонов. Технический результат - снижение температуры пропаривания изделий и сокращение длительности их твердения, расширение номенклатуры сырьевых компонентов. В способе получения кислотостойкого бетона, включающем подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение, в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска с насыпной плотностью ρ=1200-1450 кг/м3, с размером зерен 0,315-10,0 мм и влажностью 1-1,5% при следующем соотношении зерен фракций, %: фр. 10 мм - 9,9; фр.5 мм - 49,6; фр. 2,5 мм - 10,2; фр. 1,25 мм - 13,9; фр. 0,63 мм - 10,6; фр. 0,315 мм - 5,8, в качестве вяжущего используют золощелочное вяжущее, состоящее на 35 мас.% из золы-унос I поля и на 65 мас.% - из золы унос II поля, полученных 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, состоящего на 10-15% из кристаллической составляющей и на 85-90% - из аморфной, с силикатным модулем n=0,9-1,5 и плотностью ρ=1,30-1,42 г/см3, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанная зола I поля - 7,30-7,50; указанная зола П поля - 13,05-13,90; указанное жидкое стекло - 14,40-16,70; указанная золошлаковая смесь - 62,50-64,20, подготовку осуществляют помолом алюмосиликатного компонента в шаровой мельнице в течение 15 мин, формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 3 часов при Т=18-22°C, а твердение осуществляют в камере ТВО при температуре Т=85-90°C по режиму 2+4+2 час. 6 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из кислотостойких бетонов.
Известен способ получения строительного материала, включающий дозирование кварцевого песка и компонентов вяжущего, их перемешивание и формование образцов, тепловлажностную обработку, причем в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-уноса, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области и углеродсодержащего жидкого стекла, изготовленного из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема и содержащего до 6-7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей - графита С и карборунда SiC с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,45-1,49 г/см3 [Патент РФ №2130904, 1999 г.].
Недостатками описываемого способа получения строительного материала являются относительно невысокие показатели кислотостойкости получаемого бетона.
Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является способ получения кислотостойкого бетона, включающий дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и их твердение с последующим выдерживанием изделий, причем в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска с насыпной плотностью ρ=1200-1250 кг/м3, с размером зерен 0,63-10,0 мм и влажностью 2%, а в качестве вяжущего используют 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 ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего 9 мас.% высокодисперсных частиц графита С и 8 мас.% частиц β-SiC, с силикатным модулем n=1-2 и плотностью ρ=1,39-1,45 г/см3, формуют изделия вибропрессованием, а твердение осуществляют в камере ТВО при температуре 90-95°C в течение 10 часов с последующим выдерживанием распалубленных пропаренных изделий в течение 14 суток при W=100% и Т=18-22°C [Патент РФ №2331605, 20.08.2008, 4 с.].
Недостатками описываемого способа являются относительно высокая температура пропаривания, длительность процесса твердения и использование в качестве основного сырьевого компонента золы-унос II поля, объемы образования которой незначительны.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение способа получения кислотостойкого бетона.
Технический результат - снижение температуры пропаривания изделий и сокращение длительности их твердения, расширение номенклатуры сырьевых компонентов.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения кислотостойкого бетона включает подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение; в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска с насыпной плотностью ρ=1200-1450 кг/м3, с размером зерен 0,315-10,0 мм и влажностью 1-1,5% при следующем соотношении зерен фракций, %:
фр. 10 мм - 9,9
фр. 5 мм - 49,6
фр. 2,5 мм - 10,2
фр. 1,25 мм - 13,9
фр. 0,63 мм - 10,6
фр. 0,315 мм - 5,8,
а в качестве вяжущего используют золощелочное вяжущее, состоящее на 35 мас.% из золы-унос I поля и на 65 мас.% - из золы-унос II поля, полученных 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, состоящего на 10-15% из кристаллической составляющей и на 85-90% - из аморфной, с силикатным модулем n=0,9-1,5 и плотностью ρ=1,30-1,42 г/см3, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Указанная зола 1 поля - 7,30-7,50; указанная зола II поля - 13,50-13,90; указанное жидкое стекло - 14,40-16,70; указанная золошлаковая смесь - 62,50-64,20, подготовку осуществляют помолом алюмосиликатного компонента в шаровой мельнице в течение 15 мин, формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 3 часов при Т=18-22°C, а твердение осуществляют в камере ТВО при температуре Т=85-90°C по режиму 2+4+2 час.
Образцы для испытания готовили следующим образом.
В лабораторной шаровой мельнице производили помол в течение 15 минут 35% золы I поля и 65% золы II поля, полученных от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области. Молотые золы перемешивали с заполнителем - отвальной золошлаковой смесью Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска фракций 0,315-10 мм с насыпной плотностью ρн=1410 кг/м3 и влажностью 1%, в соотношении «Зола I поля: Зола II поля: Золошлаковая смесь» = 0,35:0,65:3. Свойства используемых зол и золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-5.
| Таблица 1 | |||||
| Свойства золы ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области | |||||
| Вид золы | Насыпная плотность, кг/м3 | Истинная плотность, кг/м3 | Влажность, % | Остаток на сите №008, % | Потери после прокаливания (П.П.П.), % |
| I поле | 963 | 2600 | 1,5 | 6,3 | 1,17 |
| II поле | 775 | 2530 | 1,7 | 2,3 | 2,2 |
| Таблица 2 | ||||||||
| Химический состав золы ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области | ||||||||
| Вид золы | Содержание оксидов, мас.% | |||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | Na2O | K2O | SO3 | MgO | |
| I поле | 46,6 | 26,9 | 8,8 | 12,7 | 0,2 | 0,6 | 1,6 | 2,3 |
| II поле | 50,5 | 8,6 | 8,4 | 20,5 | 0,1 | 0,6 | 1,5 | 1,7 |
| Таблица 3 | ||||
| Свойства отвальной золошлаковой смеси Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска | ||||
| Истинная плотность (ρи), кг/м3 | Насыпная плотность (ρн), кг/м3 | Влажность (W), % | Прочность по дробимости (Др) | Потери после прокаливания (П.П.П.), % |
| 2843 | 1200-1450 | 1-1,5 | Др 12 | 2,5 |
| Таблица 4 | ||||||
| Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси ТЭЦ-6 г.Братска фракций 0,315-10 мм | ||||||
| Остатки на ситах, % | Размеры отверстий сит, мм | |||||
| 10 | 5 | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | |
| частные | 9,9 | 49,6 | 10,2 | 13,9 | 10,6 | 5,8 |
| полные | 9,9 | 59,5 | 69,7 | 83,6 | 94,2 | 100 |
| Таблица 5 | |||||||
| Химический состав отвальной золошлаковой смеси ТЭЦ-6 г.Братска фракций 0,315-10 мм | |||||||
| Массовое содержание компонентов, мас.% | |||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | R2O | СаОобщ. | СаОсв. | MgO | SO3 |
| 66,3 | 7,9 | 5,3 | 3,8 | 14,0 | - | 2,1 | 0,7 |
Смесь сухих компонентов затворяли жидким стеклом из микрокремнезема с насыпной плотностью ρн=180 кг/м3 и состоящего на 12% из кристаллической составляющей, представленной графитом (С) и карборундом (SiC) и на 88% - из аморфной составляющей, представленной SiO2. Силикатный модуль жидкого стекла из микрокремнезема n=0,9, а плотность ρ=1,39 г/см3. Смесь перемешивали в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2 мин. Формование образцов осуществляли на лабораторной виброплощадке, после чего образцы выдерживали в течение 3 часов при Т=18-22°C. Твердение образцов осуществляли в камере ТВО при Т=85°C по режиму 2+4+2 час. После этого пропаренные образцы подвергали испытаниям на кислотостойкость. Для этого часть образцов помещали в раствор серной кислоты 5%-й концентрации, а другую - в воду. Кислотостойкость оценивали по коэффициенту стойкости (Кс):
Результаты испытаний представлены в таблице 6. Аналогично подготовлены и испытаны образцы других составов. Результаты представлены также в таблице 6.
Анализ полученных данных показывает, что по предлагаемому способу получены кислотостойкие бетоны, так как кислотостойкость образцов достаточно высока: во всех случаях коэффициент стойкости составляет более 1. Кроме того, предлагаемый способ проще способа по прототипу, так как в нем отсутствует достаточно длительный период (14 суток) выдерживания изделий после ТВО. Предлагаемый способ экономичнее аналога по прототипу, так как позволяет снизить температуру ТВО с 90-95°C до 85-90°C. И, наконец, предлагаемый способ позволяет значительно расширить номенклатуру сырьевых материалов, так как в качестве алюмосиликатного компонента используется не только зола II поля, но и зола I поля, объемы образования которой значительно больше первой. Это, в свою очередь, способствует более полному решению экологических задач.
Способ получения кислотостойкого бетона, включающий подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска с насыпной плотностью ρ=1200- 1450 кг/м3, с размером зерен 0,315-10,0 мм и влажностью 1-1,5% при следующем соотношении зерен фракций, %:
| фр. 10 мм | 9,9 |
| фр. 5 мм | 49,6 |
| фр. 2,5 мм | 10,2 |
| фр. 1,25 мм | 13,9 |
| фр. 0,63 мм | 10,6 |
| фр. 0,315 мм | 5,8, |
а в качестве вяжущего используют золощелочное вяжущее, состоящее на 35 мас.% из золы-унос I поля и на 65 мас.% - из золы унос II поля, полученных 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, состоящего на 10-15% из кристаллической составляющей и на 85-90% - из аморфной с силикатным модулем n=0,9-1,5 и плотностью ρ=1,30-1,42 г/см3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанная зола I поля | 7,30-7,50 |
| Указанная зола II поля | 13,50-13,90 |
| Указанное жидкое стекло | 14,40-16,70 |
| Указанная золошлаковая смесь | 62,50-64,20, |
подготовку осуществляют помолом алюмосиликатного компонента в течение 15 мин, формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 3 ч при Т=18-22°C, а твердение осуществляют в камере ТВО при температуре Т=85-90°С по режиму 2+4+2 ч.
