RU2553817C2

RU2553817C2 - Сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона

Info

Publication number: RU2553817C2
Application number: RU2013138931/03A
Authority: RU
Inventors: Вера Владимировна Русина; Елена Витальевна Корда; Алена Николаевна Громова; Денис Николаевич Корнеев
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2015-06-20
Also published as: RU2013138931A

Abstract

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 ρ_и=2270-2510 кг/м³, и золу-унос I поля, характеризующуюся насыпной плотностью ρ_н=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. Братска Иркутской области и характеризующуюся насыпной плотностью ρ_н=1070-1190 кг/м³, состоящую из золы с размером зерен 0,14 мм и менее и из шлака с размером зерен 0,315-5 мм при соотношении зерен фракций, %: фр. 5 мм 9,1, фр. 2,5 мм 26,7, фр. 1,25 мм 18,3, фр. 0,63 мм 24,2, фр. 0,315 мм 9,8, фр. 0,14 мм и менее 11,9, прочностью по дробимости 13,2-16,8% и модулем крупности 3,6 при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%: указанная зола-унос I поля 20,0-20,8, указанное жидкое стекло 16,8-20,0, указанная золошлаковая смесь 60,0-62,4. Технический результат - повышение прочности. 5 табл.

Description

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

Известны бетонные смеси, включающие портландцемент, а также золы, шлаки и золошлаковые смеси взамен традиционных заполнителей [Наназашвили И.Х. Строительные материалы, изделия и конструкции: Справочник. - М.: Высш. Шк., 1990. - С.34].

Недостатком таких смесей является использование дорогостоящего портландцемента.

Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является сырьевая смесь, включающая заполнитель и вяжущее, состоящее из золы-унос I поля и жидкого стекла из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,32-1,35 г/см³, и заполнитель - отвальную золошлаковую смесь с насыпной плотностью ρ=1350-1400 кг/м³, влажностью 2-3% и на 90% состоящую из шлакового щебня с размером зерен 0,315-0,5 мм и на 10% - из золы [Патент RU №2374200 C1, C04B 28/08, 28/26, 111/20, 27.11.2009, 4 с.].

Недостатком описываемой сырьевой смеси являются невысокие прочностные показатели бетонов, изготавливаемых из этой сырьевой смеси, что ограничивает применение получаемых бетонов.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества сырьевой смеси.

Технический результат - повышение прочностных характеристик бетона.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона включает заполнитель и вяжущее, состоящее из золы-унос, полученной от сжигания бурого угля КАТЭКа на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и 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 ρ_и=2270-2510 кг/м³; она содержит в качестве алюмосиликатного компонента вяжущего золу-унос I поля, характеризующуюся насыпной плотностью ρ_н=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. Братска Иркутской области и характеризующуюся насыпной плотностью ρ_н=1070-1190 кг/м³, состоящую из золы с размером зерен 0,14 мм и менее и из шлака с размером зерен - 0,315-5 мм при соотношении зерен фракций, %:

фр. 5 мм	9,1
фр. 2,5 мм	26,7
фр. 1,25 мм	18,3
фр. 0,63 мм	24,2
фр. 0,315 мм	9,8
фр. 0,14 мм и менее	11,9

прочностью по дробимости 13,2-16,8% и модулем крупности 3,6 при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Указанная зола-унос I поля	20,0-20,8
Указанное жидкое стекло	16,8-20,0
Указанная золошлаковая смесь	60,0-62,4

Сырьевую смесь для приготовления бетона готовили следующим образом.

Золу-унос I поля, полученную от сжигания бурого угля КАТЭКа на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, характеризующуюся истинной плотностью ρ_и=2220 кг/м³, остатком на сите №008 13,1% и влажностью 0,85%, перемешивали с заполнителем - отвальной золошлаковой смесью, образующейся при сжигании бурого угля КАТЭКа на ТЭЦ-6 г. Братска Иркутской области и характеризующейся истинной плотностью ρ_и=2640 кг/м³, модулем крупности 3,6 и влажностью 0,65%, в соотношении 1:3. Свойства золы-уноса и отвальной золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-5.

Таблица 1
Физические характеристики золы-уноса
Насыпная плотность, кг/м³	Истинная плотность, кг/м³	Влажность, %	Остаток на сите №008, %	Потери после прокаливания (П.П.П.), %
995-1175	2220	0,85	13,1	0,21-1,14

Таблица 2
Химический состав золы-уноса
Содержание оксидов, масс.%
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 3
Физические характеристики отвальной золошлаковой смеси
Насыпная плотность, кг/м³	Истинная плотность, кг/м³	Влажность, %	Прочность по дробимости (Др), %	Потери после прокаливания (П.П.П.), %	Модуль крупности (Мкр)
1070-1190	2640	0,65	13,2-16,8	2,65	3,6

Таблица 4
Зерновой состав отвальной золошлаковой смеси
Остатки на ситах, %	Размеры отверстий сит, мм
	для шлака					для золы
	5,0	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14 и менее
частные	9,1	26,7	18,3	24,2	9,8	11,9
полные	9,1	35,8	54,1	78,3	88,1	100

Таблица 5
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

Смесь сухих компонентов затворяли жидким стеклом из микрокремнезема с насыпной плотностью 290 кг/м³ и влажностью 0,3%. После перемешивания в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2-3 мин осуществляли формование образцов размером 4×4×16 см на виброплощадке. Далее образцы подвергали тепловлажностной обработке при температуре 80±5°C в течение 9 часов. После чего пропаренные образцы подвергали испытаниям на прочность. Аналогично приготовлены и испытаны бетоны на основе сырьевых смесей других составов. Результаты представлены в таблице 6.

Анализ полученных данных показывает, что бетоны на основе предлагаемой сырьевой смеси характеризуются достаточно высокими показателями прочности, превышающими прочностные показатели бетона по прототипу.

Таблица 6
Результаты испытаний
№ п/п	Свойства жидкого стекла из микрокремнезема			Свойства золы-уноса I поля		Свойства золошлаковой смеси		Состав смеси, мас.%			Прочность бетона, МПа
	Силикатный модуль жидкого стекла	Плотность жидого стекла, г/см³	Истинная плотность микрокремнезема, кг/м³	Насыпная плотность, кг/м³	Потери после прокаливания, мас.%	Насыпная плотность, кг/м³	Прочность по дробимости (Др), %	Вяжущее		Заполнитель - немолотая золо-шлаковая смесь	при изгибе	при сжатии
	Силикатный модуль жидкого стекла	Плотность жидого стекла, г/см³	Истинная плотность микрокремнезема, кг/м³	Насыпная плотность, кг/м³	Потери после прокаливания, мас.%	Насыпная плотность, кг/м³	Прочность по дробимости (Др), %	Алюмосиликатный компонент - зола-унос I поля	Щелочной компонент - жидкое стекло из микрокремнезема	Заполнитель - немолотая золо-шлаковая смесь	при изгибе	при сжатии
1	1	1,36	2390	1130	1,14	1100	13,2	20,8	16,8	62,4	3,66	18,3
2	1	1,37	2510	995	0,48	1190	16,8	20,6	17,6	61,8	4,10	26,0
3	1	1,38	2330	1175	0,21	1070	14,1	20,4	18,4	61,2	4,85	29,2
4	1	1,39	2270	1085	0,99	1130	14,9	20,2	19,2	60,6	4,12	26,6
5	1	1,40	2450	1040	0,76	1160	15,6	20,0	20,0	60,0	3,74	22,8

Claims

Сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона, включающая заполнитель и вяжущее, отличающаяся тем, что вяжущее состоит из золы-уноса, полученной от сжигания бурого угля КАТЭКа на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и 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 ρ_и=2270-2510 кг/м³; она содержит в качестве алюмосиликатного компонента вяжущего золу-унос I поля, характеризующуюся насыпной плотностью ρ_н=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. Братска Иркутской области и характеризующуюся насыпной плотностью ρ_н=1070-1190 кг/м³, состоящую из золы с размером зерен 0,14 мм и менее и из шлака с размером зерен 0,315-5 мм при соотношении зерен фракций, %:
фр. 5 мм 9,1 фр. 2,5 мм 26,7 фр. 1,25 мм 18,3 фр. 0,63 мм 24,2 фр. 0,315 мм 9,8 фр. 0,14 мм и менее 11,9

прочностью по дробимости 13,2-16,8% и модулем крупности 3,6 при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
Указанная зола-унос I поля 20,0-20,8 Указанное жидкое стекло 16,8-20,0 Указанная золошлаковая смесь 60,0-62,4