Сырьевая смесь для приготовления золощелочного бетона

Авторы патента:

Корда Елена Витальевна (RU)

Громова Алена Николаевна (RU)

Корнеев Денис Николаевич (RU)

Русина Вера Владимировна (RU)

C04B28/26 - силикаты щелочных металлов

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 2553818:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления конструкций и изделий. Технический результат - повышение прочности. Сырьевая смесь для приготовления золощелочного бетона, содержащая вяжущее, состоящее из жидкого стекла с силикатным модулем n = 0,8-1,2 и плотностью ρ = 1,37-1,39 г/см³, изготавливаемого из техногенного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с насыпной плотностью ρ_н= 270-290 кг/м³ и п.п.п. 1,1-3,8%, и золы-унос II поля, образующейся при сжигании бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска, с насыпной плотностью ρ_н= 980-1050 кг/м³ и остатком на сите № 008 7,3-9,8%, и заполнитель - отход Братского завода нерудных строительных материалов - отсев от дробления диабаза с насыпной плотностью ρ_н= 1560-1690 кг/м³, прочностью по дробимости 9,8-12,6%, при соотношении зерен фракций, мас.%: фр. 5 мм 45,0, фр. 2,5 мм 21,3, фр. 1,25 мм 10,7, фр. 0,63 мм 7,6, фр. 0,315 мм 8,7, фр. 0,14 мм 6,7 и содержащий 0-15% глинистых примесей, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%: указанная зола-унос II поля 21,1-22,7, указанное жидкое стекло 9,2-15,6, указанный отсев от дробления диабаза 63,3-68,1. 5 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления конструкций и изделий из бетонов на основе заполнителя из некондиционного сырья и позволяет обеспечить возможность эффективного использования многотоннажных отходов промышленности.

Известны бетонные смеси, включающие заполнитель - отсев от дробления диабаза и вяжущее, состоящее из золы-унос I поля, из молотой отвальной золошлаковой смеси и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,30-1,45 г/см³ [Патент RU №2470900 C1, C04B 40/00, 28/26, 28/08, 111/23, 27.12.2012, с.7].

Недостатками бетона на основе этой бетонной смеси являются невысокие показатели прочности бетона, многокомпонентность состава, необходимость помола золошлаковой смеси.

Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является сырьевая смесь, включающая заполнитель и вяжущее, состоящее из золы-унос I поля с ρ_нас=800-850 кг/м³ и остатком на сите №008 - 6,7% и жидкого стекла, изготовленного из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с ρ_нас=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, а в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабазовых глыб на щебень с ρ_нас=1590 кг/м³ и влажностью 1-2% [Патент RU №2374201 C1, C04B 28/26, 111/20, 27.11.2009, с.4].

Недостатком описываемой сырьевой смеси являются невысокие прочностные показатели бетонов, изготавливаемых из этой сырьевой смеси, и использование в качестве сырья чистого (беспримесного) заполнителя, что ограничивает применение получаемых бетонов.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества сырьевой смеси, расширение номенклатуры сырья.

Технический результат - повышение прочностных показателей бетона. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления золощелочного бетона включает заполнитель и вяжущее, состоящее из алюмосиликатного компонента и щелочного компонента - жидкого стекла с силикатным модулем n=0,8-1,2 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см, изготавливаемого из техногенного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, характеризующегося насыпной плотностью ρ_н=270-290 кг/м³ и потерями после прокаливания 1,1-3,8%; в качестве алюмосиликатного компонента вяжущего используется зола-унос II поля, образующаяся при сжигании бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска и характеризующаяся насыпной плотностью ρ_н=980-1050 кг/м³ и остатком на сите №008 - 7,3-9,8%, а в качестве заполнителя используется техногенный отход Братского завода нерудных строительных материалов - отсев от дробления диабаза, характеризующийся насыпной плотностью ρ_н=1560-1690 кг/м³, прочностью по дробимости 9,8-12,6%, при соотношении зерен фракций, мас.%:

фр. 5 мм	45,0
фр. 2,5 мм	21,3
фр. 1,25 мм	10,7
фр. 0,63 мм	7,6
фр. 0,315 мм	8,7
фр. 0,14 мм	6,7

и содержащий 0-15% глинистых примесей, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Указанная зола-унос II поля	21,1-22,7
Указанное жидкое стекло	9,2-15,6
Указанный отсев от дробления диабаза	63,3-68,1

Сырьевая смесь для приготовления бетона готовилась следующим образом.

Зола-унос II поля, образующаяся при сжигании бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска и характеризующаяся истинной плотностью ρ_и=2780 кг/м³, влажностью 0,33% и потерями после прокаливания 2,16%, перемешивалась с заполнителем - отсевом от дробления диабаза, характеризующимся истинной плотностью ρ_и=2940 кг/м³ и модулем крупности 4,2. Соотношение между золой-унос и заполнителем составляло «Зола-упос II поля : Отсев от дробления диабаза» = 1:3. Свойства используемых материалов представлены в таблицах 1-4.

После перемешивания к смеси сухих компонентов добавлялось жидкое стекло из микрокремнезема, характеризующегося истинной плотностью ρ_и=2360 кг/м³ и влажностью 0,8%, с силикатным модулем n=0,8-1,2 и плотностью ρ=1,37-1,39 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. Твердение образцов осуществлялось в камере ТВО при температуре 80±5°C по режиму 1+2+4+2 час. После этого пропаренные образцы испытывались на прочность. Аналогично были приготовлены и испытаны бетоны на основе сырьевых смесей других составов. Результаты представлены в таблице 5.

Таблица 1
Физические характеристики золы-унос II поля
Насыпная плотность, кг/м³	Истинная плотность, кг/м³	Влажность, %	Остаток на сите №008, %	Потери после прокаливания, %
980-1050	2780	0,33	7,3-9,8	2,16

Таблица 2
Химический состав золы-унос II поля
Содержание оксидов, мас.%
SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	Na₂O	K₂O	SO₃	MgO
50,5	8,6	8,4	20,5	0,1	0,6	1,5	1,7

Таблица 3
Свойства отсева от дробления диабаза
Насыпная плотность, кг/м³	Истинная плотность, кг/м³	Содержание глинистых примесей, %	Прочность по дробимости, %	Модуль крупности (Мкр)
1560-1690	2940	0-15	9,8-12,6	4,2
Таблица 4
Зерновой состав отсева от дробления диабаза
Остатки на ситах, %	Размеры отверстий сит, мм
5,0	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14
частные	45,0	21,3	10,7	7,6	8,7	6,7
полные	45,0	66,3	77	84,6	93,3	100

Таблица 5
Результаты испытаний
№ п/п	Состав смеси, мас.%	Свойства материалов	Прочность образцов после ТВО, МПа
№ п/п	Вяжущее	Заполнитель	Жидкое стекло из микрокремнезема	Микрокремнезем	Зола-унос II поля	Отсев от дробления диабаза
Зола-унос II поля	Жидкое стекло из микрокремнезема	Отсев от дробления диабаза	Силикатный модуль	Плотность, г/см³	Насыпная плотность, кг/м³	Потери после прокаливания, %	Насыпная плотность, кг/м	Остаток на сите №008, %	Насыпная плотность, кг/м³	Прочность по дробимости, %	Содержание глинистых примесей, %	при изгибе	при сжатии
1	22,7	9,2	68,1	0,8	1,37	290	3,8	1030	9,1	1600	10,6	0	7,24	37,1
2	22,5	10,0	67,5	0,9	1,39	275	2,9	1040	9,4	1660	11,8	1	7,38	38,4
3	22 2	11,2	66,6	1,1	1,38	280	1,4	980	7,3	1560	9,8	3	8,05	41,1
4	22,0	12,0	66,0	1,0	1,38	270	1,1	1010	8,4	1640	12,2	5	8,30	44,7
5	21,7	13,2	65,1	1,1	1,37	285	1,7	990	7,7	1680	11,0	7	8,38	40,6
6	21,5	14,0	64,5	1,2	1,39	280	2,1	1050	9,8	1580	10,2	10	8,56	39,0
7	21,3	14,8	63,9	0,9	1,38	275	2,5	1020	8,7	1690	12,6	12	8,68	38,4
8	21,1	15,6	63,3	0,8	1,39	290	3,4	1000	8,0	1620	11,4	15	7,57	38,1

Анализ полученных данных показывает, что бетоны на основе предлагаемой сырьевой смеси характеризуются достаточно высокими показателями прочности, превышающими прочностные показатели бетона по прототипу. При этом предлагаемая сырьевая смесь содержит в своем составе заполнитель, засоренный глинистыми примесями, в отличие от аналога, использующего чистый (беспримесный) заполнитель. Как известно, природное, а тем более техногенное сырье, всегда содержит посторонние включения и примеси, количество которых в заполнителе ограничивается ГОСТом до 5%. Однако, как видно из представленных данных, повышенное содержание глинистых примесей не оказывает негативного влияния на прочностные характеристики бетона. Наоборот, абсолютные показатели прочности бетона, в составе которого используется заполнитель, содержащий глинистые примеси, превышают показатели контрольного беспримесного состава. Это связано с тем, что глинистые минералы активно взаимодействуют с жидким стеклом с образованием низкоосновных силикатов кальция и цеолитоподобных минералов, обладающих высокой прочностью. Частицы глины, активизированные щелочью жидкого стекла и частично связанные продуктами гидратации зольных частиц, равномерно распределенными в их массе, заполняют пустоты в матрице бетона, упрочняя его структуру. Тем самым предлагаемая сырьевая смесь позволяет использовать в своем составе некондиционный заполнитель и расширить номенклатуру сырьевых материалов.

Сырьевая смесь для приготовления золощелочного бетона, включающая заполнитель и вяжущее, отличающаяся тем, что вяжущее состоит из алюмосиликатного компонента и щелочного компонента - жидкого стекла с силикатным модулем n=0,8-1,2 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см³, изготавливаемого из техногенного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, характеризующегося насыпной плотностью ρ_н=270-290 кг/м³ и потерями после прокаливания 1,1-3,8%; в качестве алюмосиликатного компонента вяжущего используется зола-унос II поля, образующаяся при сжигании бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска и характеризующаяся насыпной плотностью ρ_н=980-1050 кг/м³ и остатком на сите №008 - 7,3-9,8%, а в качестве заполнителя используется техногенный отход Братского завода нерудных строительных материалов - отсев от дробления диабаза, характеризующийся насыпной плотностью ρ_н=1560-1690 кг/м³, прочностью по дробимости 9,8-12,6%, при соотношении зерен фракций, мас.%:

фр. 5 мм	45,0
фр. 2,5 мм	21,3
фр. 1,25 мм	10,7
фр. 0,63 мм	7,6
фр. 0,315 мм	8,7
фр. 0,14 мм	6,7

и содержащий 0-15% глинистых примесей, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Указанная зола-унос II поля	21,1-22,7
Указанное жидкое стекло	9,2-15,6
Указанный отсев от дробления диабаза	63,3-68,1

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления конструкций и изделий. Сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона, включающая вяжущее, состоящее из жидкого стекла, характеризующегося силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,36-1,40 г/см3 и изготовленного из техногенного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с истинной плотностью ρи=2270-2510 кг/м3, и золу-унос I поля, характеризующуюся насыпной плотностью ρн=995-1175 кг/м3, остатком на сите №008 13,1% и потерями после прокаливания 0,21-1,14%, в качестве заполнителя - отвальную золошлаковую смесь, образующуюся после сжигания бурого угля КАТЭКа на ТЭЦ-6 г.

Композиционный материал на основе трепела сухоложского месторождения свердловской области и торфа гусевского месторождения тюменской области // 2553746

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных бетонов для жилищного и гражданского строительства.

Композиционный материал на основе трепела сухоложского месторождения свердловской области и рубленой соломы // 2553743

Композиционный материал на основе трепела сухоложского месторождения свердловской области и торфа гусевского месторождения тюменской области // 2553735

Способ получения золошлакового бетона // 2553130

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций. Технический результат - повышение прочности, сокращение длительности технологического процесса.

Армированные волокнами прочные строительные материалы и покрытия, содержащие неорганические связующие // 2552507

Изобретение относится к композиции, включающей кислотостойкое неорганическое связующее и волокна. Композиционный строительный материал, содержащий по меньшей мере одно неорганическое связующее и волокнистый материал, где неорганическое связующее представляет собой растворимое стекло, доля содержания растворимого стекла в композиционном строительном материале составляет 2-99 мас.

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного слоя // 2551542

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного слоя, содержащая синтетический волокнистый наполнитель, жидкое стекло, добавку, согласно изобретению в качестве добавки включает портландцемент М 500 при следующем соотношении компонентов, вес.ч: синтетический волокнистый наполнитель длиной 2-100 мм 100, жидкое стекло 40-60, портландцемент М 500 30-40.

Композиционный материал на основе опаловых пород // 2547534

Полимочевинные композиции на кремниевой основе // 2547183

Настоящая группа изобретений обеспечивает полиуретановые композиции, основанные на кремнии. Полиуретановая композиция, основанная на кремнии, получаемая посредством реагирования ингредиентов, содержащих полиизоцианат, водный силикат и гидратируемый алюмосиликат, выбранный из метакаолина, летучей золы и их смесей, полиол и необязательно инертный наполнитель.

Система неорганического связующего вещества для получения химически стойких строительных химических продуктов // 2538570

Изобретение относится к неорганическим связующим. Система неорганического связующего вещества включает, мас.ч.: 10-30 по меньшей мере одного латентного гидравлического связующего вещества, выбранного из доменного шлака, шлакового песка, молотого шлака, электротермического фосфорного шлака и металлосодержащего шлака, 5-22 по меньшей мере одного аморфного диоксид кремния, выбранного из осажденного диоксид кремния, пирогенного диоксида кремния, микрокремнезема и стеклянного порошка, 0-15 по меньшей мере одного реакционно-способного наполнителя, выбранного из буроугольной летучей золы, минеральноугольной летучей золы, метакаолина, вулканического пепла, туфа, трасса, пуццолана и цеолитов, и 3-20 по меньшей мере одного силиката щелочного металла, и в которой содержание СаО 12-25 мас.%, для схватывания требуется 10-50 мас.ч.

Сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона // 2553817

Комплексная добавка для тяжелых бетонных смесей // 2553795

Изобретение относится к составу комплексной добавки. Комплексная добавка для тяжелых бетонных смесей, включающая лигносульфонаты технические и глину, содержащую монтмориллонит, дополнительно содержит дезактивированный катализатор дегидрирования циклогексанола производства ε-капролактама и продукт совместного диспергирования до размера частиц менее 10-2 мкм глины, содержащей монтмориллонит и ε-капролактама в соотношении 1/0,5 и касторового масла и саломаса технического в соотношении 1/1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: лигносульфонаты технические 63-70, дезактивированный катализатор дегидрирования циклогексанола производства ε-капролактама 5-7, глина, содержащая монтмориллонит, 16-18, ε-капролактам 8-9, касторовое масло 0,5-1,5, саломас технический 0,5-1,5.

Способ получения пластифицирующей добавки для бетона и добавка, полученная указанным способом // 2553716

Изобретение направлено на получения пластифицирующей добавки для бетона, обладающей свойствами суперпластификатора, более технологичной и экономически выгодной в производстве.

Способ приготовления портландцементного вяжущего с добавлением высококальциевой золы теплоэлектростанций // 2553667

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.

Способ получения золошлакового бетона // 2553130

Комплексная добавка // 2552565

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при изготовлении бетонов и строительных растворов. Комплексная добавка содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: суперпластификатор на поликарбоксилатной основе Melflux 2651F - 15,00-29,00, пеногаситель Troykyd D128 - 0,12-0,33 и тиосульфат натрия - остальное.

Способ приготовления черного щебня // 2552286

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог. В способе приготовления черного щебня путем пропитки его под давлением ведут пропитку известнякового щебня деасфальтизатом тяжелых нефтяных остатков при содержании его 40-80 мас.

Бетонная смесь // 2552256

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь содержит, мас.ч.: портландцемент 30,0-35,0; золошлаковый наполнитель 27,8-32,0; молотый до полного прохождения через сетку 014 спонголит 17,0-21,0; этилсиликонат натрия 1,0-1,5, при водоцементном отношении 0,45-0,5.

Дорожно-строительный композиционный материал // 2551560

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения земляного полотна и устройства укрепленных дорожных оснований на дорогах I-V категорий во II-V дорожно-климатических зонах, а также покрытий на дорогах IV-V категорий в качестве материала для сооружения насыпей земляного полотна и укрепления грунтовых оснований строительных и других площадок.

Сыпучая добавка для асфальтобетонной смеси (варианты) и асфальтобетонная смесь // 2554360

Изобретения относятся к дорожно-строительным материалам. Сыпучая добавка для асфальтобетонной смеси, содержащая (мас. %): термопластичный полимер 71-90, сополимер этилена, имеющий по меньшей мере одну из следующих функциональных групп: гидроксильную, карбоксильную, карбонильную и эпоксидную 1-28, целлюлозное волокно 0,5-20. Сыпучая добавка для асфальтобетонной смеси, характеризующаяся тем, что она получена путем переработки асептической картонной упаковки Tetra Рак (Тетра Пак) и содержит (мас. %): полиэтилен 75-88, сополимер этилена с метакриловой кислотой 6-15, целлюлозное волокно 2-10, измельченная алюминиевая фольга 2-20. Асфальтобетонная смесь, содержащая (мас. %): щебень фракций 5-40 мм 38-80, песок 5,0-53, минеральный порошок 3,8-20, битум 4,0-7,5, указанная выше сыпучая добавка 0,4-1,0. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат - упрощение технологии, повышение прочности при 50°С, повышение стойкости к циклическим нагрузкам. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 табл.