Способ приготовления портландцементного вяжущего с добавлением высококальциевой золы теплоэлектростанций

Авторы патента:

C04B7/13 - их смеси с неорганическими вяжущими материалами, например портландцементом

C04B28/02 - содержащие гидравлические цементы, кроме сульфата кальция

C04B111/20 - Известь; магнезия; шлак; цементы; их составы, например строительные растворы, бетон или аналогичные строительные материалы; искусственные камни; керамика (кристаллизуемая стеклокерамика C03C 10/00); огнеупоры, обработка природного камня

Владельцы патента RU 2553667:

Овчаренко Геннадий Иванович (RU)

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве различных бетонных и растворных смесей. В способе приготовления портландцементного вяжущего с добавлением высококальциевой золы теплоэлектростанций, включающий совместное измельчение активной минеральной добавки, портландцементного клинкера, гипсового камня, доменного граншлака, их смешивание, добавление высококальциевой золы в вяжущее осуществляют в момент приготовления бетонной или растворной смеси в пределах соотношения 10:90 - 50:50. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - снижение энергозатрат без снижения прочности и без повышения деформации расширения. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве различных бетонных и растворных смесей.

Известен способ приготовления портландцементного вяжущего с добавлением высококальциевой золы (ВКЗ) теплоэлектростанций (ТЭЦ), включающий предварительную активацию золы гидроудаления теплоэлектростанций с последующим перемешиванием с цементом (RU 2351563, 10.04.2009). Недостатком данного способа является то, что он требует дополнительных затрат на предварительную активацию, кроме того, в данном способе используют золу теплоэлектростанций с низким количеством кальция, что значительно упрощает контроль за прочностью получаемого бетона.

Наиболее близким к заявляемому изобретению (прототипом) является способ приготовления портландцементного вяжущего с добавлением высококальциевой золы теплоэлектростанций, включающий смешивание и помол портландцементного клинкера, гипсового камня, доменного граншлака, активной минеральной добавки, высококальциевой золы теплоэлектростанций (RU 2376253, 20.12.2009).

Недостатком прототипа является то, что на цементном заводе или на помольной установке у потребителя вяжущего технологически невозможно производить вяжущее с широким диапазоном соотношений: портландцемент:высококальциевая зола ТЭЦ. В то же время для разных бетонных и растворных смесей часто требуется оперативное изменение этого соотношения в широких пределах, что позволит экономить большее количество портландцемента и улучшать технологические свойства бетонных и растворных смесей. При введении ВКЗ в качестве самостоятельного компонента непосредственно в воду (составляющую бетонной смеси) из-за очень коротких сроков схватывания ВКЗ может произойти быстрое повышение вязкости композиции, что приведет к невозможности использования ее в бетонах или растворах.

Предлагаемым изобретением решается задача снижения энергозатрат на производство портлдандцемента и повышения экономии цемента в бетонных и растворных смесях, содержащих высококальциевые золы, без снижения прочности и повышения деформаций расширения.

Для достижения названного технического результата в способе приготовления портландцементного вяжущего с добавлением высококальциевой золы теплоэлектростанций, включающий совместное измельчение активной минеральной добавки, портландцементного клинкера, гипсового камня, доменного граншлака, их смешивание, добавление высококальциевой золы в вяжущее осуществляют в момент приготовления бетонной или растворной смеси в пределах соотношения 10:90-50:50. В качестве активной минеральной добавки используют природные или искусственные пуццоланы. Активная минеральная добавка в смеси, подвергаемой помолу, составляет 3-10%.

Пример конкретного осуществления изобретения

На теплоэлектростанциях с периодичностью два раза в неделю отбирают 2 пробы высококальциевой золы. В золах в числе прочих показателей определяют температурный эффект гидратации Δt и содержание свободной суммарной извести СаО св.^сумм. Данные показатели являются косвенными характеристиками основности и активности золы. Показатели заносят в таблицу 1.

На цементном заводе осуществляют производство портландцемента (ПЦ) марки М400 по ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия», который включает 77% портландцементного клинкера, 5% гипсового камня, 8-15% доменного граншлака и от 3 до 10% активной минеральной добавки осадочного происхождения в виде опоки. Смесь (портландцементный клинкер, гипсовый камень, доменный граншлак и активную минеральную добавку) подвергали совместному помолу.

Две пробы высококальциевой золы Барнаульской ТЭЦ-3, взятые после электрофильтров, использовали для производства тяжелого бетона М200 из бетонной смеси подвижностью П4 по ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия» для кассетного формования панелей для крупнопанельных жилых домов.

На основе полученного портландцемента и отобранных проб высококальциевой золы изготавливают тяжелый бетон. Пример конкретного осуществления изобретения.

Состав зимней бетонной смеси включал (кг/м³):

Портландцемент - 400

Песок обской с модулем крупности Мк=1,2-660

Щебень из гравия Верх-Катунской дробильно-сортировальной фабрики (ДСФ) фракции 5-15 мм - 970

Вода - 210-230

Добавка-пластификатор - 16

Свойства проб использованных ВКЗ приведены в таблице 1. Портландцемент с активными минеральными добавками (АМД) получали помолом клинкера Голухинского цементного завода ОАО «Цемент», Алтайский край, гипсового камня, доменного граншлака (ДГШ) Западно-Сибирского металлургического комбината и АМД в виде микрокремнезема (МК) завода Кузнецкие ферросплавы (искусственная пуццолана) и Инзенской опоки (Ульяновская область) - природная пуццолана. В соответствии с ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент» содержание МК и опоки не должно превышать 10% в составе портландцемента. Поэтому ПЦ 400 Д20 содержал кроме клинкера 5% гипсового камня, 3-10% АМД и 8-15% ДГШ.

Результаты испытания бетонных смесей и растворов, полученных из компонентов содержащих портландцемент и высококальциевую золу, приготовленных по предлагаемому способу, приведены в табл.2.

Примечание: количество вяжущего в бетонных смесях увеличивалось пропорционально соотношению ВКЗ:ПЦ. Избыток вяжущего компенсировался уменьшением либо песка, либо щебня, либо и песка и щебня вместе.

Как видно из таблицы 2, при всех соотношениях ВКЗ:ПЦ от 10:90 до 50:50 и при наличии не менее 3% АМД в составе портландцемента можно подобрать такое количество вяжущего, которое обеспечит требуемую прочность бетона. Соотношение ВКЗ:ПЦ выше 50% приводит к резкой потере подвижности бетонных и растворных смесей в течение 20-30 минут, т.е. они не обладают требуемой сохраняемостью удобоукладываемости во времени. В соответствии с ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия» минимальное время сохраняемости подвижности должно быть не меньше 1 час 30 минут (-10 минут).

Уменьшение прочности бетонов с добавкой ВКЗ на цементе с содержанием в нем менее 3% АМД объясняется увеличением деструкции бетона за счет гашения свободной извести золы, которая не связалась с АМД, т.к. АМД было не достаточно. Это можно проследить по деформациям удлинения образцов в табл. 2.

Применение предлагаемого способа приготовления портландцементного вяжущего с добавлением высококальциевой золы теплоэлектростанций позволило упростить технологию, уменьшить энергозатраты и более эффективно использовать высококальциевую золу в большем процентном соотношении по отношению к портландцементу, без потери качества бетонов и растворов.

1. Способ приготовления портландцементного вяжущего с добавлением высококальциевой золы теплоэлектростанций, включающий совместное измельчение активной минеральной добавки, портландцементного клинкера, гипсового камня, доменного граншлака, их смешивание, отличающийся тем, что добавление высококальциевой золы в вяжущее осуществляют в момент приготовления бетонной или растворной смеси в пределах соотношения 10:90 - 50:50.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве активной минеральной добавки используют природные или искусственные пуццоланы.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что активная минеральная добавка в смеси, подвергаемой помолу, составляет 3-10%.

Похожие патенты:

Гидрофобный цемент // 2548637

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к изготовлению гидрофобных портландцементов и материалов на их основе. Технический результат - получение портландцемента, обладающего гидрофобными свойствами c увеличенными сроками его хранения в условиях высокой относительной влажности воздуха, без снижения качества цементного раствора и бетона на его основе.

Интенсификатор помола цементного клинкера // 2528332

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам добавок, используемых для интенсификации помола цементного клинкера. Интенсификатор помола цементного клинкера, содержащий пластификатор сульфонатного типа на основе смеси олигомерных продуктов конденсации нафталинсульфокислоты, включающей олигомеры с числом нафталиновых ядер от 2 до 25, в качестве пластификатора содержит композицию олигомерных продуктов конденсации нафталинсульфокислоты, модифицированных лигносульфонатов - лигносульфонатов, обработанных триэтаноламином при соотношении компонентов (масс.%): лигносульфонаты - 60-90, триэтаноламин - 10-40, водорастворимого соединения кремния - олигомерных силанол, содержащих по крайней мере 1 связь кремния с sp3-гибридизованным углеродом и смеси средних солей серосодержащих кислот со степенями окисления +6, +2 и -2 в соотношении 20-30:35-40:35-40, при следующем соотношении компонентов (масс.%): олигомерные продукты конденсации нафталинсульфокислоты - 30-97, модифицированные лигносульфонаты - 1-50, водорастворимое соединение кремния - 1-10, смесь средних солей серосодержащих кислот - 1-10.

Интенсификатор помола // 2519136

Изобретение относится к области измельчения материалов, в частности к составам добавок, используемых для интенсификации помола клинкера при производстве цемента, при помоле шамота, боксита, корунда, периклаза, кварцита, угля, глинозема, доломита, руды и рудных концентратов.

Способ получения цемента // 2497767

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве цементов различного назначения с активными минеральными добавками.

Портландцемент // 2496729

Изобретение относится к составу портландцемента и может быть использовано для получения новых видов цементов, используемых в строительстве, а также строительных растворах и бетонах на их основе.

Портландцемент // 2496728

Изобретение относится к составам цементов и может быть использовано для получения новых видов цементов, применяемых в строительстве, а также строительных растворах и бетонах на их основе.

Биоцидный портландцемент // 2491240

Изобретение относится к составу цемента и может быть использовано в строительных растворах и бетонах на его основе. .

Биоцидный портландцемент // 2491239

Изобретение относится к составу биоцидного портландцемента и может быть использовано в строительных растворах и бетонах на его основе. .

Способ получения затвердевающего в воде порошка // 2479510

Бетон с низким содержанием клинкера // 2471733

Бетон с низким содержанием клинкера // 2530140

Объектом настоящего изобретения является предварительная сухая вяжущая смесь, содержащая в масc.%: портландцементный клинкер с удельной поверхностью по Блейну, составляющей от 4500 до 9500 см2/г, предпочтительно от 5500 до 8000 см2/г, при этом минимальное количество упомянутого клинкера в массовых процентах относительно общей массы предварительной смеси определяют по следующей формуле (I): [-6.10-3×SSBk]+75, в которой SSBk является удельной поверхностью по Блейну, выраженной в см2/г; летучие золы; по меньшей мере один сульфат щелочного металла, при этом количество сульфата щелочного металла определяют таким образом, чтобы количество эквивалентного Na2O в предварительной смеси превышало или было равно 5 масc.% по отношению к массе летучих зол; по меньшей мере один источник SO3 в таком количестве, чтобы количество SO3 в предварительной смеси превышало или было равно 2 масc.% по отношению к массе портландцементного клинкера; дополнительные материалы, имеющие Dv90, меньший или равный 200 мкм, которые выбирают из порошков известняка, при этом количество клинкера+количество летучих зол превышает или равно 75 масc.%, предпочтительно 78 масc.% по отношению к общей массе предварительной смеси; при этом общее количество клинкера в предварительной смеси строго меньше 60 масc.% по отношению к общей массе предварительной смеси.

Структурированная композиция связующего агента // 2526920

Группа изобретений относится к структурированной гранулированной композиции связующего агента, подходящей для приготовления цементной массы, к бетонной массе, содержащей такую гранулированную композицию, а также к способам их приготовления и оборудованию для приготовления указанной гранулированной композиции.

Вяжущее // 2524698

Изобретение относится к составам вяжущих и может найти применение при производстве бетонов. Технический результат - увеличение прочности на сжатие в возрасте 28 суток, расширение области применения щелочного активизатора для кремнеземсодержащего компонента, упрощение технологии производства.

Связующая композиция, строительная композиция, включающая указанную связующую композицию, способ получения строительной композиции и ее применение // 2427547

Сухая строительная смесь // 2420469

Изобретение относится к сухим строительным смесям и может быть использовано при производстве строительных материалов для кладки наружных и внутренних стен зданий и сооружений, а также для штукатурных и отделочных работ.

Вяжущее // 2412920

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения композиционных вяжущих. .

Вяжущая композиция и бетон из этой композиции // 2400441

Изобретение относится к вяжущей композиции, бетону, изготовленному из вяжущей композиции, и к применению тонкоизмельченного аплита в качестве составляющей гидравлического цемента.

Вяжущее // 2389699

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения строительных растворов. .

Цемент с минеральными добавками // 2320592

Изобретение относится к составам цементов и может быть использовано для получения новых видов цементов, используемых в строительстве. .

Вяжущее для кладочных растворов // 2255915

Изобретение относится к области строительных материалов для наружных кирпичных стен жилых зданий и гражданских сооружений. .

Сырьевая смесь для изготовления бетона // 2552260

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов, используемых в малоэтажном строительстве. Сырьевая смесь для изготовления бетона содержит, мас.%: цемент 20,0-25,0; мелкий заполнитель 20,0-40,0; пластифицирующая добавка 0,1-1,5; вода 15,0-25,0; измельченные и просеянные через сетку №5 отработавшие печатные платы 9,9-39,5.