Способ получения бетона
Владельцы патента RU 2470901:
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 бетонов. Технический результат - повышение прочностных показателей бетона, сокращение длительности технологического процесса. В способе получения бетона, включающем подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение, в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ=1560-1585 кг/м3 и модулем крупности Мкр.=3,6-3,9 при следующем соотношении фракций, %: фр. 5-10 мм - 15,1-47,3, фр. 1,25-2,5 мм - 22,8-33,1, фр. 0,315-0,63 мм - 7,8-46,2, фр. 0,14 мм и менее - 4,0-16,3, а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее на 50 мас.% из золы-унос II поля и на 50 мас.% - из отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с насыпной плотностью 180-200 кг/м3 и содержащего до 10-15 мас.% примесей, с силикатным модулем n=0,9-1,3 и плотностью ρ=1,28-1,42 г/см при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанная зола-унос II поля - 10,75-10,94, указанная отвальная золошлаковая смесь - 10,75-10,94, указанный отсев диабаза - 64,50-65,64, указанное жидкое стекло - 12,48-14,00, подготовка алюмосиликатного компонента включает в себя совместный помол в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 20 мин, формование осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 6 часов в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 85°С по режиму 2+4+2 час. 8 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из 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 являются относительно невысокие прочностные показатели строительного материала и использование высококачественного природного материала - кварцевого песка.
Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является способ получения бетона, включающий дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и их твердение с последующим комбинированным выдерживанием изделий, в качестве заполнителя используется отсев от дробления диабаза с насыпной плотностью ρ=1565-1580 кг/м3 и модулем крупности Мкр.=4,9-4,0, а в качестве вяжущего используется золощелочное вяжущее, состоящее из золы-уноса I 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 с насыпной плотностью ρ=230-245 кг/м3 и содержащего высокодисперсные кристаллические частицы графита и β-модификации карбида кремния в количестве 10-13%, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,38-1,42 г/см3, формуются изделия прессованием под нагрузкой 7-10 МПа, а твердение осуществляется в камере тепловлажностной обработки при температуре 80-85°С по режиму 1+3+3+3 часа с последующей комбинированной выдержкой распалубленных пропаренных изделий в течение 15 суток в воде, а затем в течение последующих 15 суток - в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°С [патент RU №2376267, 20.12.2009, с.4].
Недостатками описываемого способа являются относительно невысокие прочностные показатели бетона, длительность процесса твердения изделий.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение способа получения бетона.
Технический результат - повышение прочностных показателей бетона, сокращение длительности технологического процесса.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения бетона включает подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение; в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ=1560-1585 кг/м3 и модулем крупности Мкр.=3,6-3,9 при следующем соотношении фракций, %:
| фр. 5-10 мм | 15,1-47,3 |
| фр. 1,25-2,5 мм | 22,8-33,1 |
| фр. 0,315-0,63 мм | 7,8-46,2 |
| фр. 0,14 мм и менее | 4,0-16,3 |
а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее на 50 мас.% из золы-унос II поля и на 50 мас.% - из отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с насыпной плотностью 180-200 кг/м3 и содержащего до 10-15 мас.% примесей, с силикатным модулем n=0,9-1,3 и плотностью ρ=1,28-1,42 г/см3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанная зола-унос II поля | 10,75-10,94 |
| Указанная отвальная золошлаковая смесь | 10,75-10,94 |
| Указанный отсев диабаза | 64,50-65,64 |
| Указанное жидкое стекло | 12,48-14,00 |
подготовку алюмосиликатного компонента осуществляют совместным помолом в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 20 мин, формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 6 часов в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 85°С по режиму 2+4+2 час.
Образцы для испытания готовили следующим образом.
В лабораторной шаровой мельнице осуществляют помол 50 мас.% золы II поля и 50 мас.% отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска, в течение 20 мин до Sуд.=3920 см2/г. Свойства золы и отвальной золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-5.
Затем молотые золу и золошлаковую смесь перемешивают с отсевом диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρн=1560 кг/м3 и модулем крупности Мкр.=3,6 с гранулометрическим составом №4 в соотношении «Зола II поля : Золошлаковая смесь : Отсев диабаза» = 0,5:0,5:3. Свойства отсева диабаза представлены в таблицах 6 и 7.
| Таблица 1 | ||||
| Свойства золы-унос II поля, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска | ||||
| Насыпная плотность, кг/м3 | Истинная плотность, кг/м3 | Влажность, % | Остаток на сите №008, % | Потери после прокаливания (П.П.П.), % |
| 826 | 2530 | 1,7 | 5,4 | 2,2 |
| Таблица 2 | |||||||
| Химический состав золы-унос II поля | |||||||
| Содержание оксидов, мас.% | |||||||
| SiO2 | Аl2O3 | Fe2O3 | СаО | Na2O | K2O | SO3 | MgO |
| 50,5 | 8,6 | 8,4 | 20,5 | 0,1 | 0,6 | 1,5 | 1,7 |
| Таблица 3 | ||||
| Свойства отвальной золошлаковой смеси, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска | ||||
| Истинная плотность, кг/м3 | Насыпная плотность, кг/м3 | Влажность, % | Прочность по дробимости (Др) | Потери после прокаливания (П.П.П.), % |
| 2810 | 1320 | 1,5 | Др 12 | 2,7 |
| Таблица 4 | ||||||||
| Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси | ||||||||
| Остатки на ситах, % | Размеры отверстий сит, мм | |||||||
| 10 | 5 | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 | менее 0,14 | |
| частные | 9 | 44,9 | 9,1 | 12,6 | 8,9 | 5,8 | 3,6 | 6,1 |
| полные | 9 | 53,9 | 63 | 75,6 | 84,5 | 90,3 | 93,9 | 100 |
| Таблица 5 | |||||||
| Химический состав отвальной золошлаковой смеси | |||||||
| Массовое содержание компонентов, мас.% | |||||||
| SiO2 | Аl2O3 | Fe2O3 | R2O | СаОобщ. | СаОсв. | MgO | SO3 |
| 48,0 | 8,6 | 6,7 | 0,6 | 26,4 | 6,4 | 2,9 | 0,4 |
| Таблица 6 | ||||
| Свойства отсева от дробления диабаза | ||||
| Насыпная плотность, кг/м3 | Истинная плотность, кг/м3 | Влажность, % | Содержание пылеватых и глинистых примесей, % | Прочность по дробимости (Др) |
| 1560-1585 | 2800-2847 | 1-2 | 6-7 | Др 8 |
| Таблица 7 | |||||
| Гранулометрический состав отсева от дробления диабаза | |||||
| № состава | Содержание фракций, % | Модуль крупности | |||
| фр. 5-10 мм | фр. 1,25-2,5 мм | фр. 0,315-0,63 мм | фр. 0,14 мм и менее | ||
| 1 | 15,1 | 22,8 | 45,8 | 16,3 | 3,7 |
| 2 | 16,7 | 33,1 | 46,2 | 4,0 | 3,8 |
| 3 | 47,3 | 32,0 | 7,8 | 12,9 | 3,9 |
| 4 | 35,2 | 28,7 | 28,5 | 7,6 | 3,6 |
После этого осуществляют затворение смеси сухих компонентов жидким стеклом из микрокремнезема с насыпной плотностью 200 кг/м3 и содержащего 12 мас.% примесей в форме графита и карборунда, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,42 г/см3. Смесь перемешивают в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2 мин. Формование образцов осуществляют на лабораторной виброплощадке, после чего образцы выдерживают в течение 6 часов в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С. Твердение образцов осуществляют при пропаривании при температуре 85°С по режиму 2+4+2 час. После этого осуществляют испытание пропаренных образцов. Результаты представлены в таблице 8. Аналогично подготовлены и другие образцы. Результаты также представлены в таблице 8.
Анализ полученных данных показывает, что по предлагаемому способу получены достаточно прочные образцы бетона. Кроме того, предлагаемый способ проще способа по прототипу, так как в нем полностью отсутствует достаточно длительный период выдерживания пропаренных изделий в течение 15 суток в воде, а затем в течение последующих 15 суток - в воздушно-сухих условиях. И наконец, предлагаемый способ позволяет значительно расширить номенклатуру сырьевых материалов, так как в качестве алюмосиликатного компонента вяжущего используется не только зола, но и отвальная золошлаковая смесь. Это, в свою очередь, способствует более полному решению экологических задач.
Способ получения 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 отсев от дробления диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью ρ=1560-1585 кг/м3 и модулем крупности Мкр=3,6-3,9 при следующем соотношении фракций, %:
| 5-10 мм | 15,1-47,3 |
| 1,25-2,5 мм | 22,8-33,1 |
| 0,315-0,63 мм | 7,8-46,2 |
| 0,14 мм и менее | 4,0-16,3, |
а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее на 50 мас.% из золы-унос II поля и на 50 мас.% - из отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г.Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с насыпной плотностью 180-200 кг/м3 и содержащего до 10-15 мас.% примесей, с силикатным модулем n=0,9-1,3 и плотностью ρ=1,28-1,42 г/см3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанная зола-унос II поля | 10,75-10,94 |
| Указанная отвальная золошлаковая смесь | 10,75-10,94 |
| Указанный отсев диабаза | 64,50-65,64 |
| Указанное жидкое стекло | 12,48-14,00, |
подготовка алюмосиликатного компонента включает в себя совместный помол в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 20 мин, формуются изделия вибрированием, после чего выдерживаются в течение 6 ч в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 85°С по режиму 2+4+2 ч.
