Состав для получения безобжигового зольного гравия

Авторы патента:

Капустин Федор Леонидович (RU)

Рыжкова Ирина Викторовна (RU)

Тарабухина Ольга Георгиевна (RU)

Уфимцев Владислав Михайлович (RU)

C04B18/10 - отходы от сжигания

Владельцы патента RU 2482081:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)

Изобретение относится к технологиям производства безобжигового зольного гравия (БЗГ) на основе кислой золы и добавок. Технический результат состоит в повышении прочности и морозостойкости БЗГ посредством оптимизации состава, поступающего на грануляцию. Состав для получения безобжигового зольного гравия, включающий кислую золу теплоэнергетики, портландцемент, молотый доменный гранулированный шлак, добавку ускоряющую твердение сырцовых гранул - сульфат натрия, дополнительно содержит основную молотую горную породу - горнблендит, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 15-20, молотый доменный гранулированный шлак - 0-25, сульфат натрия - 2; горнблендит - 10-25, кислая зола - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к технологиям производства безобжигового зольного гравия (БЗГ) на основе кислой золы и добавок с последующей термообработкой, ускоряющей твердение продукта, или без нее.

Известна смесь для получения БЗГ, состоящая из негашеной извести, 10-20%, гипсового камня, 5%, хлорида кальция, добавки, ускоряющей твердение вяжущего, 3%, и кислой золы - остальное (Мичкарева В.И. Пористые безобжиговые заполнители для легкого бетона из пылевидных зол ТЭС// Строительные материалы, 1964. №11. С.34-35). Недостатком данной композиции является замедленное твердение продукта в виде гранул.

Наиболее близким аналогом является смесь для получения БЗГ на основе кислой золы Рефтинской ГРЭС до 80 мас.%, содержащая 20-25 мас.% портландцемента и доменный шлак (Проблемы инновационного биосферно-совместимого социально-экономического развития в строительном, жилищно-кломмунальном и дорожном комплексах. Секция 1. Актуальные проблемы строительного комплекса. Капустин В.Ф., Уфимцев В.М., Рыжкова И.В. Безобжиговый зольный гравий для конструкционных бетонов. 30.11.2010, с.146-148).

Техническая задача, решаемая в изобретении, состоит в повышении прочности и морозостойкости БЗГ посредством оптимизации состава смеси, поступающей на грануляцию.

Указанная задача решается использованием состава для получения безобжигового зольного гравия, включающего кислую золу теплоэнергетики, портландцемент, молотый доменный гранулированный шлак, добавку, ускоряющую твердение сырцовых гранул - сульфат натрия, который дополнительно содержит основную молотую горную породу - горнблендит, при следующем соотношении компонентов, мас.%

портландцемент	15-20
молотый доменный
гранулированный шлак	0-25
сульфат натрия	2
горнблендит	10-25
кислая зола	остальное.

В качестве добавки, ускоряющей твердение сырцовых гранул, используют сульфат натрия. В сравнении с хлоридом кальция, используемым ранее, эта соль не вызывает коррозии арматуры в бетонах на БЗГ и удобнее в применении, т.к. не гигроскопична.

Эффективность заявляемого состава для получения БЗГ проверяли на материалах: портландцемент М500Д0, т.е. так называемый «бездобавочный портландцемент, шлак доменный гранулированный Нижнетагильского металлургического комбината, сульфат натрия технический и отсевы кислой (SiO₂>65%) и основной (SiO₂>52%) горной породы - горнблендит. Указанные материалы измельчались, тщательно перемешивались в заданной пропорции и гранулировались на тарельчатом грануляторе. Далее гранулы подвергались термовлажностной обработке в пропарочной камере при температуре 85°С длительностью 6 час, а затем испытывались по стандарту (ГОСТ 9757-90 Гравий, щебень и песок искусственные пористые). В таблице приведены составы БЗГ и их свойства.

Таблица
Составы БЗГ и их технические свойства
	Состав, %	ρ, г/см³	R_сж, МПа
ЗК	ПЦ	Na₂SO₄	ОГП	ДГШ	КГП
1	80	15	2	-	3	-	1,53	4,4/3,3
2	78	20	2	-	-	-	1,55	4,9/3,5
3	68	20	2	-	-	10	1,60	4,5/3,3
4	68	20	2	-	10	-	1,66	4,9/3,5
5	53	20	2	-	25	-	1,74	4,9/3,5
6	68	20	2	10	-	-	1,70	5,6/4,4
7	63	20	2	15	-	-	1,63	6,6/4,6
8	53	20	2	25	-	-	1,65	8,1/5,6
9	27	20	2	50	-	-	1,65	9,4/6,6
10	52,5	20	1,5	25	-	-	1,65	7,9/5,5

В таблице обозначено: ЗК - зола кислая; ПЦ - портландцемент бездобавочный М500Д0; ОГП - основная горная порода(горнблендит); ДГШ - доменный гранулированный шлак НТМК; КГП - кислая горная порода (гранодиорит); ρ, г/см³ - средняя плотность зольного камня; R_сж, МПа, - прочность БЗГ на сжатие образцов-кубиков с ребром 20 мм из теста на основе смешанного вяжущего из теста (числитель), БЗГ в гранулах (по ГОСТ 9757-90, знаменатель). Состав 1 соответствует прототипу.

Морозостойкость для составов 1-5 - 15 циклов, для составов 6 и 7 соответственно 20 и 25 циклов, для составов 8-10 морозостойкость - 35 циклов.

Из представленного следует, что кислые горные породы в составе БЗГ малоэффективны: прочность БЗГ с 10%-ный добавкой кислой горной породы, состав 2, по сравнению с контрольным составом практически не изменяется.

Добавка традиционного состава в виде доменного гранулированного шлака (ДГШ) 10 и 25%, составы 3 и 4, не снижает прочности, но удешевляет продукт, т.к. шлак значительно дешевле клинкера. В реальных условиях чаще всего используется цемент с добавкой доменного гранулированного шлака в количестве от 20 до 40%. Очевидно, что в последнем случае доля такого вяжущего, именуемого шлакопортландцементом, должна быть выше 20%-ного предела, принятого для бездобавочного цемента. Иными словами, в случае использования в составе БЗГ цемента с добавками в качестве вяжущего следует учитывать только его клинкерную часть, а остальное относить к добавкам.

Введение от 10 до 25% основной горной породы, составы 6, 7 и 8, существенно, на 30-60%. повышает прочность БЗГ. Увеличение доли горной породы свыше 25% нецелесообразно. При увеличении доли породы в составе с 25 до 50%, состав 9, прочность повышается всего на 18%. В этом случае доля золы в БЗГ снижается до 27% и полученный продукт уже нельзя считать «зольным». Повышение прочности продукта на 18% не компенсирует значительно возросшие затраты, связанные с разработкой, транспортированием и измельчением этой прочной и абразивной горной породы.

Использование сульфата натрия для ускорения твердения сырцовых гранул, взамен хлорида кальция, позволяет исключить возможность коррозии арматуры в бетонах на БЗГ. Сравнивая прочности составов 9 и 10 можно утверждать, что снижение доли сульфата натрия ниже 2% нецелесообразно, поскольку экономия данной относительно дешевой добавки не компенсирует потери прочности продукта.

Из данных таблиц следует, что введение в состав смеси основной породы существенно повышает прочностные характеристики БЗГ и его морозостойкость.

Причиной повышения прочности и морозостойкости безобжигового зольного гравия, получаемого по заявляемому составу, следует считать оптимизацию микроструктуры зольного гравия, о чем свидетельствует повышение показателя его средней плотности в сравнении с прототипом. Практическое применение заявляемого состава в производстве БЗГ позволяет получать на таком заполнителе облегченные конструкционные бетоны при снижении стоимости строительства на 5-10%.

Состав для получения безобжигового зольного гравия, включающий кислую золу теплоэнергетики, портландцемент, молотый доменный гранулированный шлак, добавку, ускоряющую твердение сырцовых гранул - сульфат натрия, отличающийся тем, что дополнительно содержит основную молотую горную породу - горнблендит при следующем соотношении компонентов, в масс.%:

портландцемент	15-20
молотый доменный гранулированный шлак	0-25
сульфат натрия	2
основная молотая горная порода	10-25
указанная кислая зола	остальное.

Изобретение относится к способу переработки пуццоланов и может найти применение при приготовлении бетонных смесей, строительных растворов и других смесей, включающих цемент.

Способ утилизации отходов с получением огнестойкого строительного материала и композиция для получения огнестойкого строительного материала // 2469976

Бетонная смесь // 2433973

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве, в частности строительстве зданий и сооружений, монолитном строительстве, изготовлении оснований дорожных одежд, плит и перекрытий, фундаментов и оснований, бордюрных камней.

Вяжущее и способ приготовления его // 2416580

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам безобжигового бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и золошлаковой смеси от сжигания каменного угля, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, кладочных и штукатурных растворов и сухих строительных смесей.

Сырьевая смесь для производства легкого заполнителя // 2407715

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. .

Сухая строительная смесь // 2392246

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к изготовлению сухих строительных смесей с использованием в качестве наполнителя золы, в частности золы от сжигания отходов очистки сточных вод.

Сырьевая смесь для изготовления заполнителя // 2326083

Изобретение относится к составам сырьевых смесей, используемых в производстве заполнителей бетонов. .

Бетонная смесь // 2321569

Изобретение относится к области производства строительных материалов. .

Способ утилизации золошлаковых отходов мусоросжигания // 2311236

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к утилизации золошлаковых отходов сжигания твердого бытового мусора при производстве бетона или сборных железобетонных изделий с повышенными требованиями, предъявляемыми к бетонам в дорожном и других видах строительства.

Способ получения микросфер // 2257267

Изобретение относится к производству микросфер из летучей золы тепловых электростанций, используемых в качестве наполнителей строительных материалов и легких цементов, композиционных материалов, при производстве легких герметиков, замазок, красителей, клеев, композиционных древесных материалов, взрывчатых веществ, для получения материалов, способных сорбировать токсичные металлы при консервации и длительном хранении радиоактивных отходов.

Масса для изготовления пористого заполнителя // 2496730

Изобретение касается производства пористого заполнителя для легких бетонов. Масса для изготовления пористого заполнителя включает, мас.%: глинистые породы 69,0-72,0; зола ТЭС 16,0-22,0; измельченная льняная костра 6,0-10,0; сульфитно-дрожжевая бражка 2,0-3,0. Техническим результатом является повышение прочности пористого заполнителя. 1 табл.

Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона // 2506239

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов. Технический результат заключается в снижении расхода цемента в составе сырьевой смеси для изготовления мелкозернистого бетона. Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона содержит, мас. %: портландцемент 26,0-28,0; золу от сжигания бурого/каменного угля 57,16-61,0; метилсиликонат натрия 0,1-0,14; суперпластификатор С-3 0,7-0,9; молотый до прохождения через сетку №014 кварцевый песок 12,0-14,0, при водоцементном отношении 0,4-0,45. 1 табл.

Способ переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций для производства строительных изделий // 2515786

Изобретение относится к области переработки золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций с целью их утилизации в качестве наполнителей и заполнителей бетонов и других материалов при производстве строительных изделий, а также для обеспечения при необходимости возможности беспылевого хранения в отвалах. Технический результат заключается в утилизации побочных продуктов- золы-уноса и шлака, образующегося при сжигании топлива на угольных ТЭС. Способ переработки золошлаковых отходов на угольных тепловых электростанциях, оборудованных котлами с жидким или твердым шлакоудалением, для последующей их промышленной утилизации и/или складирования заключается в следующем. Жидкий шлак или расплавленный твердый шлак переводят в способное к промышленной утилизации и/или складированию состояние путем быстрого охлаждения шлакового расплава воздушно-водяными струями при его аэрогидродинамическом распылении. Для получения вяжущего компонента переработки золы-уноса производят тонкий сухой помол необходимого количества полученного твердого гранулированного шлака при необходимости совместно с добавками активаторов твердения с последующим смешением продукта размола при интенсивном перемешивании с водой и золой-уносом при следующем соотношении компонентов: зола-унос 72-81 мас.%, шлаковое вяжущее 18-9,0 мас.%, вода - не более 10 мас.%, добавки-активаторы твердения - до 0,5 мас.%. Одновременно с интенсивным перемешиванием указанных компонентов осуществляют гранулирование смеси, затем осуществляют термообработку полученных сырцовых гранул переработанной золы-уноса паром, образующимся при охлаждении указанного шлакового расплава. Переработанную таким образом золу-унос перед промышленной утилизацией или складированием подвергают регулируемому охлаждению. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Смесь для получения безожигового зольного гравия // 2526925

Изобретение относится к технологиям производства безобжигового зольного гравия на основе кислой золы. Смесь для получения безобжигового зольного гравия на основе кислой золы ТЭС включает, мас.%: негашеную известь 5-15, ангидрит 5-15, ускоритель твердения - сталерафинировочный шлак, размолотый до размера частиц менее 100 мкм 5-50, кислую золу ТЭС - остальное. Технический результат - повышение прочности безобжигового зольного гравия, полученного из смеси, ускорение твердения без применения термообработки. 2 табл.

Сырьевая смесь для изготовления бетона // 2534313

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов. Технический результат заключается в снижении расхода цемента при обеспечении прочности бетона. Сырьевая смесь для изготовления бетона, содержит, мас.%: портландцемент 27,0-31,0; зола-унос ТЭС 52,3-58,9; суперпластификатор С-3 0,8-1,4; этилсиликонат натрия либо метилсиликонат натрия 0,2-0,5; лавсановое волокно длиной 5-30 мм 0,05-0,1; вода 13,0-15,0. 1 табл.

Сырьевая смесь для изготовления бетона // 2537742

Изобретение относится к сырьевой смеси для изготовления бетона и может найти применение в промышленности строительных материалов, в частности при производств изделий из бетонов. Сырьевая смесь для изготовления бетона содержит, мас.%: портландцемент 24-26; зола от сжигания угля 71,5-73,5; нарезанное на отрезки 5-15 мм полиаминотриазольное волокно 1-1,5; метилсиликонат натрия 1-1,5, при водоцементном отношении 0,45-0,5. Технический результат - повышение прочности бетона. 1 табл.

Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона // 2548430

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов, которые могут быть использованы для возведения теплиц и других сооружений, преимущественно, сельскохозяйственного назначения. Технический результат заключается в повышении прочности мелкозернистого бетона. Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона содержит, мас.%: портландцемент 28,0-30,0; зола от сжигания угля 69,75-71,7; мочевина 0,05-0,1; казеиновый клей 0,1-0,15; отходы обработки шерсти 0,05-0,1, при водоцементном отношении 0,45-0,55. 1 табл.

Способ изготовления теплоизоляционных материалов // 2555177

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к способу изготовления теплоизоляционного материала, и может быть использовано для изготовления теплоизоляционного материала, предназначенного для термоизоляции чердачных, подвальных перекрытий, межкомнатных перегородок, фасадов зданий. Технический результат заключается в увеличении прочности, снижении коэффициента теплопроводности и водопоглощения теплоизоляционного материала. Способ изготовления теплоизоляционного материала заключается в изготовлении изделий из композиционного материала на основе цемента, строительного песка и золошлаковых отходов ТЭЦ при соотношении компонентов цемент:песок:золошлаковые отходы, равном 33:22:44, пропитке их в модифицированном серном расплаве, в качестве модификатора серного расплава используют хлорид титана, или хлорид железа, или хлорид цинка в количестве 0,8-1,2 % от массы серы. 2 табл.

Способ получения безобжигового зольного гравия // 2572429

Изобретение относится к технологиям производства пористых заполнителей конструкционного назначения на основе техногенного сырья и рекомендуется для крупномасштабной переработки отходов теплоэнергетики в виде кислых и ультракислых зол. Способ получения безобжигового зольного гравия на основе кислой золы ТЭС, негашеной извести и добавок включает приготовление вяжущего на основе негашеной извести, дозирование компонентов, их увлажнение и перемешивание с последующей грануляцией и твердением гранул, известь предварительно гасят водой до консистенции с расплывом "лепешки" по Суттарду 20-22 см, а полученную суспензию подвергают гидромеханической активации в роторном активаторе со скоростью оборотов более 1000 мин-1 с последующим увлажнением активированной суспензией смеси золы и добавок. Способ предусматривает подачу минеральной крошки с размером частиц 1-3 мм в процессе грануляции. Способ предусматривает подачу сырцовых гранул после тарельчатого гранулятора в уплотнитель - наклонный вращающийся барабан с гофрированной внутренней поверхностью, в котором гранулы последовательно опудривают вначале пластификатором, потом цементом, а затем подсушивают. Технический результат - ускорение твердения безобжигового зольного гравия и повышение его прочности. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Состав смеси для получения безобжигового зольного гравия // 2593509

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству заполнителей для легкого бетона. Технический результат заключается в снижении насыпной плотности безобжигового гравия. Смесь для получения безобжигового зольного гравия содержит, мас. %: зола гидроудаления 75-80; жидкое стекло 6,5-8; портландцемент 3-5; вода остальное. 3 табл.