RU2237634C1

RU2237634C1 - Binder

Info

Publication number: RU2237634C1
Application number: RU2003101798/03A
Authority: RU
Inventors: В.В. Русина (RU); В.В. Русина; Е.Н. Подвольска (RU); Е.Н. Подвольская; Е.О. Богданова (RU); Е.О. Богданова; Е.А. Мошкина (RU); Е.А. Мошкина
Original assignee: Братский государственный технический университет
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2004-10-10

Abstract

FIELD: manufacture of building materials.

SUBSTANCE: invention is intended for use in construction for manufacture of articles and units from heat-resistant concretes. Binder containing aluminosilicate component (55.6-63.2%), in particular first-field fly ash obtained upon combustion of Kansk-Achinsk brown coal on heat-and-power station (Bratsk, Irkutsk region), and alkali component (36.8-44.4), in particular carbon-containing liquid glass made from large-scale microsilica waste from production of crystalline silicon at Bratsk aluminum plant containing up to 6-7% fine carbon admixtures of graphite and carborundum with silica modulus 1and density 1,25-1,35 g/cm³.

EFFECT: improved deformation characteristics (reduced shrinkage deformation) of binder, simplified preparation process, and lowered expenses.

2 tbl

Description

Изобретение относится к составам вяжущего и может быть использовано в строительстве для изготовления изделий и конструкций из жаростойких бетонов.The invention relates to a binder composition and can be used in construction for the manufacture of products and structures made of heat-resistant concrete.

Известны жаростойкие и огнеупорные бетоны на основе портландцемента, цемента [Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества: Учеб. для вузов, 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986, с.329-332].Heat-resistant and refractory concrete based on Portland cement, cement is known [Volzhensky A.V. Mineral binders: Textbook. for universities, 4th ed., revised. and add. - M.: Stroyizdat, 1986, p.329-332].

Недостатками этих бетонов являются значительные усадочные деформации, многокомпонентность, а следовательно, значительная стоимость таких бетонов.The disadvantages of these concrete are significant shrinkage deformation, multicomponent, and therefore, the significant cost of such concrete.

Наиболее близким к изобретению являются бетоны на вяжущих, включающих гранулированный шлак, соединение щелочного металла и корректирующие добавки [В.Д.Глуховский, П.В.Кривенко, Г.В.Румына, В.Л.Герасимчук. “Производство бетонов и конструкций на основе шлакощелочных вяжущих”. К., Будiвельник, 1988, с.14-18].Closest to the invention are binder concrete, including granular slag, an alkali metal compound and corrective additives [V.D. Glukhovsky, P.V. Krivenko, G.V. Rumyna, V.L. Gerasimchuk. “Production of concrete and structures based on slag-alkali binders.” K., Budivelnik, 1988, pp. 14-18].

Недостатками данного вяжущего также являются многокомпонентность состава, ограниченность распространения по регионам гранулированных металлургических шлаков, необходимость их помола, а главное - сравнительно высокие деформации вяжущего при одновременных сложности технологического процесса получения вяжущего и его высокой стоимости.The disadvantages of this binder are also the multicomponent composition, the limited distribution of granular metallurgical slag in the regions, the need to grind them, and most importantly, the relatively high deformation of the binder, while the complexity of the technological process for producing the binder and its high cost.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества вяжущего.The problem solved by the invention is to improve the quality of the binder.

Технический результат - улучшение деформативных характеристик (снижение деформаций усадки) вяжущего при одновременном упрощении процесса его получения и снижении стоимости.The technical result is an improvement in deformation characteristics (reduction of shrinkage deformations) of a binder, while simplifying the process of obtaining it and reducing the cost.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в вяжущем, включающем алюмосиликатный компонент и щелочной компонент - жидкое стекло, в качестве алюмосиликатного компонента используют золу-унос первого поля, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, а в качестве жидкого стекла используют углеродсодержащее жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема и содержащее до 6-7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей - графит - С и карборунд - SiC, с силикатным модулем n=1-3 и плотностью ρ=1,25-1,35 г/см³, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the binder, including the aluminosilicate component and the alkaline component is liquid glass, the first field fly ash obtained from burning brown Kansk-Achinsky coal at TPP-7 in Bratsk, Irkutsk is used as an aluminosilicate component regions, and as liquid glass, carbon-containing liquid glass is used, made from large-tonnage waste from the production of crystalline silicon of the Bratsk aluminum plant - silica fume and soda . rzhaschee to 6-7 wt% of highly carbonaceous impurities - Graphite - C and silicon carbide - SiC, a silicate module n = 1-3 and the density ρ = 1,25-1,35 g / cm ^3, with the following component ratio, wt .%:

указанное углеродсодержащее жидкое стекло 36,8-44,4specified carbon-containing liquid glass 36.8-44.4

указанная зола-унос первого поля 55,6-63,2the specified fly ash of the first field 55,6-63,2

Химический состав золы-унос первого поля представлен в табл. 1.The chemical composition of fly ash of the first field is presented in table. 1.

Вяжущее для испытаний готовилось следующим образом. Зола-унос первого поля перемешивалась с кварцевым песком в соотношении З:П=1:3 и затворялась углеродсодержащим жидким стеклом из микрокремнезема с силикатным модулем n=2 и плотностью ρ=1,25 г/см³. Смесь перемешивалась в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2-3 минут. Формование образцов - балочек размером 4×4×16 см производилось на лабораторной виброплощадке. Образцы твердели в камере ТВО при температуре 90-95°С по режиму 2+2+2+2 ч. После пропаривания распалубленные образцы высушивались в сушильном шкафу при Т=105-110°С. Высушенные до постоянной массы образцы помещались в муфельную печь, где в течение 4 часов подвергались воздействию Т=1000°С. Деформации усадки обожженных образцов устанавливались с помощью индикатора часового типа. Аналогично приготовлены и испытаны вяжущие еще двух составов. Результаты представлены в табл. 2.A binder for testing was prepared as follows. The fly ash of the first field was mixed with quartz sand in the ratio Z: P = 1: 3 and closed with carbon-containing liquid silica fume glass with silicate module n = 2 and density ρ = 1.25 g / cm ³ . The mixture was mixed in a forced-action concrete mixer for 2-3 minutes. The formation of samples - beams 4 × 4 × 16 cm in size was carried out on a laboratory vibratory platform. The samples solidified in a TBO chamber at a temperature of 90-95 ° С according to the 2 + 2 + 2 + 2 hours regime. After steaming, the decomposed samples were dried in an oven at Т = 105-110 ° С. The samples dried to constant weight were placed in a muffle furnace, where they were exposed to T = 1000 ° C for 4 hours. The shrinkage deformations of the calcined samples were established using a dial indicator. Binders of two more compositions are similarly prepared and tested. The results are presented in table. 2.

Анализ полученных данных показывает, что деформации усадки предлагаемого вяжущего весьма незначительны: 0,20-0,71%. При этом предлагаемое вяжущее состоит всего из двух компонентов в отличие от многокомпонентного аналога, в составе которого используются корректирующие добавки. Основной компонент предлагаемого вяжущего (зола-унос) имеет повсеместное распространение (по прототипу гранулированные шлаки имеются не во всех регионах). Технологический процесс получения предлагаемого вяжущего значительно проще, так как зола-унос в отличие от шлаков не требует помола. Предлагаемое вяжущее дешевле известного, так как в технологическом процессе его получения отсутствует весьма энергоемкая операция помола, а компоненты предлагаемого вяжущего либо являются отходами промышленности (зола-унос), либо получены на основе отходов (жидкое стекло из микрокремнезема). Таким образом, предлагаемое вяжущее позволяет решать не только технические задачи (создание вяжущего для жаростойких бетонов с минимальными деформациями усадки), но и экономические (снижение стоимости вяжущего) и экологические (широкое вовлечение в производство отходов промышленности).Analysis of the data shows that the shrinkage strain of the proposed binder is very small: 0.20-0.71%. Moreover, the proposed binder consists of only two components, in contrast to the multicomponent analogue, in the composition of which corrective additives are used. The main component of the proposed binder (fly ash) is ubiquitous (according to the prototype granular slags are not available in all regions). The technological process of obtaining the proposed binder is much simpler, since fly ash, unlike slag, does not require grinding. The proposed binder is cheaper than the known one, since there is no very energy-intensive grinding operation in the technological process for its production, and the components of the proposed binder are either industrial waste (fly ash) or obtained on the basis of waste (liquid glass from silica fume). Thus, the proposed binder allows you to solve not only technical problems (the creation of a binder for heat-resistant concrete with minimal shrinkage deformation), but also economic (reducing the cost of the binder) and environmental (wide involvement in the production of industrial waste).

Claims

A binder comprising an aluminosilicate component and an alkaline component is liquid glass, characterized in that the first field fly ash obtained from the burning of brown Kansko-Achinsk coal at TPP-7 in Bratsk, Irkutsk region, is used as an aluminosilicate component, and as liquid glass use carbon-containing liquid glass made from large-tonnage waste from the production of crystalline silicon of the Bratsk Aluminum Plant - silica fume and containing up to 6-7 wt.% of highly dispersed carbon impurities - graphs t - C and carborundum - SiC, with a silicate module n = 1-3 and a density ρ = 1.25-1.35 g / cm ³ , with the following ratio of components, wt.%:

Specified carbon-containing liquid glass 36.8-44.4

The specified fly ash of the first field 55.6-63.2