RU2471734C2

RU2471734C2 - Вяжущее

Info

Publication number: RU2471734C2
Application number: RU2011114119/03A
Authority: RU
Inventors: Вера Владимировна Русина; Ольга Юрьевна Шипунова; Мария Валерьевна Корина; Александра Викторовна Петрова; Елена Витальевна Корда; Светлана Анатольевна Львова
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2013-01-10
Also published as: RU2011114119A

Abstract

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно - к составам минеральных вяжущих веществ на основе топливных отходов - золы-уноса, и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций. Технический результат - повышение прочности вяжущего, твердеющего в нормальных условиях. Вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент, состоящий из золы-унос, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области, и из молотой золошлаковой смеси, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-6 г.Братска Иркутской области, а также щелочной компонент - жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего примеси в виде SiC и C, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,25-1,41 г/см³, где алюмосиликатный компонент состоит на 40 мас.% из золы-унос I поля и на 60 мас.% - из молотой до остатка на сите №008 - 0,1% указанной отвальной золошлаковой смеси, SiC имеет β-модификацию и содержится в количестве 1-3 мас.%, а С содержится в количестве 3,5-4,8 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанное жидкое стекло 37,5-39,9, указанная смесь золы-унос и золошлаковой смеси остальное. 6 табл.

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно - к составам минеральных вяжущих веществ на основе топливных отходов - золы-уноса, и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций.

Известно вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области и щелочной компонент - углеродсодержащее жидкое стекло, изготовленное из микрокремнезема - многотоннажного отхода при производстве кристаллического кремния на Братском алюминиевом заводе и содержащее в своем составе до 6-7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей: графита и карборунда, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,45-1,49 г/см³ [Патент RU №2130904 C1, C04B 12/04, C04B 7/28, 27.05.1999, 5 с.].

Недостатком описываемого вяжущего является невысокая прочность вяжущего при твердении в нормальных условиях.

Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области и щелочной компонент - углеродсодержащее жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема и содержащее до 6-7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей: графита - С и карборунда - SiC, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,27-1,39 г/см³, и дополнительно - добавку-интенсификатор твердения вяжущего - портландцемент марки 400 Тимлюйского завода [Патент RU №2237630 C04B 12/04, 7/28, 10.10.2004, 6 с.].

Недостатками описываемого вяжущего являются невысокие прочностные показатели после твердения в нормальных условиях, а также необходимость использования дорогостоящего портландцемента.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества вяжущего.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что вяжущее включает алюмосиликатный компонент, состоящий из золы-унос, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области и из молотой отвальной золошлаковой смеси, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-6 г.Братска Иркутской области, а также - щелочной компонент - жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего примеси в виде SiC и С, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,25-1,41 г/см³; алюмосиликатный компонент состоит на 40 мас.% из золы-унос I поля и на 60 мас.% - из молотой до остатка на сите №008 - 0,1% указанной отвальной золошлаковой смеси; SiC имеет β-модификацию и содержится в количестве 1-3 мас.%, а С содержится в количестве 3,5-4,8 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанное жидкое стекло	37,5-39,9
Указанная смесь золы-унос и золошлаковой смеси	Остальное.

Образцы для испытания готовили следующим образом.

В лабораторной шаровой мельнице производили помол до остатка на сите №008 - 0,1% отвальной золошлаковой смеси, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-6 г.Братска Иркутской области. Свойства золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-3.

Вышеуказанная молотая золошлаковая смесь в количестве 60 мас.% перемешивалась с 40 мас.% золы-унос I поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области. Свойства золы-унос представлены в таблицах 4, 5.

Затем вышеназванные молотая отвальная золошлаковая смесь и зола-унос перемешивались с кварцевым песком в соотношении «Зола I поля: Золошлаковая смесь: Песок» = 0,4:0,6:3.

К полученной смеси добавлялось жидкое стекло из микрокремнезема Братского ферросплавного завода, содержащего 2 мас.% β-модификации SiC и 4,1 мас.% С, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,36 г/см³. Полученная смесь тщательно перемешивалась до однородного состояния в лабораторной бетономешалке принудительного действия. Из приготовленной смеси изготавливались образцы-балочки размером 4×4×16 см. Формование и уплотнение осуществляли на лабораторной виброплощадке. Свежеотформованные образцы помещали на 24 часа в ванну с гидравлическим затвором, а затем - в воду, где они находились до начала механических испытаний. В возрасте 7, 14 и 28 суток образцы испытывались. Результаты механических испытаний представлены в таблице 6.

Аналогичным образом были изготовлены образцы других составов. Результаты испытаний также представлены в таблице 6.

Таблица 1
Основные свойства отвальной золошлаковой смеси
Истинная плотность (ρ_и), кг/м³	Насыпная плотность (ρ_н), кг/м³	Влажность (W),%	Прочность по дробимости (Др)	Потери после прокаливания (П.П.П.), %
2845	1200	1	Др 12	2,0

Таблица 2
Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси
Остатки на ситах, %	Размеры отверстий сит, мм
Остатки на ситах, %	10	5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	менее 0,14
частные	9,0	44,9	9,1	12,6	8,9	5,8	3,6	6,1
полные	9,0	53,9	63,0	75,6	84,5	90,3	93,9	100

Таблица 3
Химический состав отвальной золошлаковой смеси
Содержание компонентов, мас.%
SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	R₂O	CaO_общ.	CaO_св.	MgO	SO₃
48,0	8,6	6,7	0,6	26,4	6,4	2,9	0,4

Таблица 4
Свойства золы-унос I поля
Насыпная плотность, кг/м³	Истинная плотность, кг/м³	Влажность, %	Остаток на сите №008, %	Потери после прокаливания (П.П.П.), %
963	2600	1,0	6,2	1,1

Таблица 5
Химический состав золы-унос I поля
Содержание оксидов, мас.%
SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	Na₂O	K₂O	SO₃	MgO
46,6	26,9	8,8	12,7	0,2	0,6	1,6	2,3

Таблица 6
Результаты испытаний
№ п/п	Состав вяжущего, мас.%		Свойства жидкого стекла из микрокремнезема			Предел прочности при сжатии образцов, МПа, после твердения в течение
	Алюмосиликатный компонент, состоящий на 40% из золы-унос I поля и на 60% из отвальной золошлаковой смеси	Щелочной компонент - жидкое стекло из микрокремнезема	Плотность, г/см³	Содержание β-SiC, мас.%	Содер-жание С, мас.%	7 суток	14 суток	28 суток
1	62,5	37,5	1,25	1,0	3,9	22,0	26,5	31,5
2	62,0	38,0	1,28	1,8	4,8	22,3	26,9	33,1
3	61,5	38,5	1,32	1,5	3,6	23,8	27,3	34,3
4	61,0	39,0	1,36	2,0	4,1	25,6	28,9	35,7
5	60,5	39,5	1,38	2,4	3,5	26,2	30,4	36,3
6	60,1	39,9	1,41	3,0	4,3	26,4	30,8	37,5

Анализ полученных данных показывает, что предлагаемое вяжущее способно активно твердеть и набирать прочность в нормальных условиях. При этом, прочностные показатели предлагаемого вяжущего превышают показатели по прочности аналога по прототипу. Вместе с тем, предлагаемое вяжущее экономичнее известного, так как в его составе отсутствует дорогостоящий портландцемент. И, наконец, предлагаемое вяжущее позволяет решать экологические проблемы, так как вместо двух отходов (по прототипу) в предлагаемом варианте используются три многотоннажных отхода.

Claims

Вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент, состоящий из золы-унос, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области, и из молотой золошлаковой смеси, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-6 г.Братска Иркутской области, а также щелочной компонент - жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего примеси в виде SiC и С, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,25-1,41 г/см³, отличающееся тем, что алюмосиликатный компонент состоит на 40 мас.% из золы-унос I поля и на 60 мас.% - из молотой до остатка на сите №008 - 0,1% указанной отвальной золошлаковой смеси, SiC имеет β-модификацию и содержится в количестве 1-3 мас.%, а С содержится в количестве 3,5-4,8 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанное жидкое стекло 37,5-39,9 Указанная смесь золы-унос и золошлаковой смеси Остальное