способ безавтоклавного изготовления газобетонных строительных изделий

Формула изобретения

Способ безавтоклавного изготовления газобетонных строительных изделий, включающий приготовление бетонной смеси в растворомешалке путем смешивания вяжущего, заполнителя и воды с последующим введением в смесь газообразователя и их перемешивание, формование изделий литьем полученной газобетонной смеси в форму и отверждение, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют золошлаковые отходы ТЭЦ, которые без какой-либо дополнительной обработки вводят в растворомешалку, при этом последующее отверждение осуществляют в открытых разъемных металлических формах, которые до розлива газобетонной смеси нагревают до температуры 25^oС, а затем помещают на термические столы с подогревом, температура которых составляет 80-90^oС, при этом общая продолжительность нагрева составляет 6-8 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике производства строительных материалов, более точно к способу безавтоклавного изготовления газобетонных строительных изделий с использованием отходов производства.

Комплексное использование отходов промышленности является остро актуальной задачей для России. Практическая реализация этой задачи позволяет не только уменьшить себестоимость основной продукции (например, электроэнергии на тепловых станциях), но и позволяет существенно уменьшить загрязнение окружающей среды (например, золой). Одним из наиболее перспективных направлений развития промышленности строительных материалов в России является комплексное использование для массового индивидуального строительства строительных материалов на основе сырья из отходов производства. К числу таких перспективных сырьевых материалов относятся золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива ТЭЦ. Вопрос практической утилизации золошлаковых отходов ТЭЦ в настоящее время не решен.

Анализ химического и минералогического состава золошлаковых отходов показал возможность их использования в качестве заполнителя при производстве газобетонных изделий (вследствие содержания от 13 до 20% свободной окиси кальция, обладающей легкими вяжущими свойствами). В настоящее время существует целый ряд научно-исследовательских работ, показывающих целесообразность применения золошлаковых отходов в качестве вяжущего. Однако для этого требуется дорогостоящее технологическое оборудование (обязателен помол золы с клинкером или гашение), усложняется технология (обязательна автоклавная обработка) и увеличивается себестоимость готовой продукции. Газобетон изготовляют из цемента с добавлением молотого песка, золы и т.п. с применением газообразователей алюминиевой пудры или перекиси водорода (И.А. Попов, А.В. Чуйко "Основы технологии строительных изделий", М., Стройиздат, 1984 г., с. 129).

Основным недостатком известных способов изготовления газобетона является необходимость использования автоклавной обработки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ безавтоклавного изготовления газобетонных строительных изделий из смеси вяжущего (золы-уноса от пылевидного сжигания прибалтийских горючих сланцев), кремнеземистого заполнителя и воды с последующим введением газообразующей добавки и отверждением непосредственно в форме под действием гидротермальной обработки (патент РФ 95114569/03 от 30.08.95 г. Комшин А.Н., опубликован 10.07.97 г. Бюл. 29).

К числу недостатков способа-прототипа относится необходимость использования при изготовлении газобетона гидротермальной обработки в течение 24 ч, а также необходимость использования жестких замкнутых форм, что ведет к усложнению и удорожанию конструкции и технологии.

В основу изобретения положена задача создания способа изготовления газобетонных строительных изделий с использованием золошлаковых отходов ТЭЦ, предусматривающего минимальное число технологических операций и одновременно позволяющего утилизировать золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива ТЭЦ.

Тем самым ставится задача обеспечения возможности организации при минимальных капитальных затратах и в короткие сроки выпуска газобетонных изделий с более высокими физико-механическими свойствами вследствие использования золошлаковых отходов ТЭЦ в качестве заполнителя, существенного снижения при этом себестоимости продукции.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе беавтоклавного изготовления газобетонных строительных изделий, включающем приготовление бетонной смеси в растворомешалке путем смешивания вяжущего, заполнителя и воды с последующим введением в смесь газообразователя и их перемешивание, формование изделий литьем полученной газобетонной смеси в форму и отверждение, согласно изобретению в качестве заполнителя используют золошлаковые отходы ТЭЦ, которые без какой-либо дополнительной обработки вводят в растворомешалку, при этом последующее отверждение осуществляют в открытых разъемных металлических формах, которые до розлива газобетонной смеси нагревают до температуры 25^oС, а затем помещают на термические столы с подогревом, температура которых составляет 80-90^oС, при этом общая продолжительность нагрева составляет 6-8 ч.

Реализация предлагаемого способа осуществляется следующим образом.

Отбирают золошлаковые отходы, в частности, обладающие легкими вяжущими свойствами, непосредственно с полигона захоронения золы на территории ТЭЦ и без какой-либо предварительной обработки помещают в растворомешалку. Приготавливают строительный раствор с использованием вяжущего, заполнителя и воды при их перемешивании после дополнительного введения газообразователя (например, алюминиевой пудры). После чего осуществляется литье смеси в открытые разъемные металлические формы (нагретые до розлива газобетонной смеси до температуры 25^oС), где осуществляется формование литьем, а затем формы вместе с содержимым помещают на термические столы с подогревом, температура которых составляет 80-90^oС. При этом общая продолжительность прогрева составляет 6-8 ч.

В заявленном изобретении газобетонную смесь выдерживают после розлива при 80-90^oС без дополнительного воздействия паром низкого давления.

Таким образом, в данном случае гидротермальная обработка заменена термообработкой. При этом продолжительность такого теплового воздействия составляет 6-8 ч.

Сокращение техпроцесса во времени в данном случае стало возможным благодаря тому, что отверждение смеси осуществляется в условиях открытых форм (без крышек) и на основе реакции, ранее неизвестной для данной группы соединений. Использование необработанных золошлаковых отходов ТЭЦ, обладающих легкими вяжущими свойствами и имеющих естественным путем откорретированную фракцию, позволяет под действием температуры 80-90^oС получать ячеистую структуру за 6-8 ч.

В условиях открытых форм происходит беспрепятственное удаление влаги из изделий, исключается самопрессование изделий и обеспечивается их беспрепятственная поризация, что повышает качество готовой продукции.

Это обусловлено тем, что структура и гранулометрический состав золошлаковых отходов, взятых непосредственно из зоны осаждения и не подверженных никакой предварительной обработке, обеспечивают равномерность распределения тепловых полей при предлагаемом нами режиме термообработки в открытых формах (предварительно нагретых до 25^oС) и исключают образование микротрещин в теле бетона.

Золошлаковые отходы участвуют в процессе твердения с повышенной активностью из-за высокой удельной поверхности и микропористости, которая сохраняется благодаря отсутствию предварительного помола отходов, а также способствует отсасыванию воды из геля новообразований.

Причем испарение воды при заявленном режиме термообработки без пропаривания протекает с такой скоростью, которая способствует скорейшему образованию цементирующего вещества, а к моменту окончания отвердевания материала (через 6-8 ч) и к моменту достижения требуемой прочности удаляется максимальное количество воды.

Это позволяет получать изделия с пониженной отпускной влажностью (18-20%) и с более высокими физико-механическими и эксплуатационными характеристиками.

Полученные таким образом газобетонные строительные изделия (ячеистобетонные стеновые блоки) представляют собой искусственный пористый материал с объемным весом 700-1000 кг/м³, теплопроводностью 0,13-0,15 вт/м^oС, морозостойкостью - не менее 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания, классом бетона по прочности на сжатие - не менее В 2,0 (В 2,0- В 5,5).

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается прежде всего в замене 24 часового пропаривания паром низкого давления в закрытых металлических формах на прогрев в открытых разъемных металлических формах в течение 6-8 ч.

Таким образом, заявленный нами способ позволяет при значительно более экономном энергетическом режиме получать более эффективный строительный материал с высокими теплоизоляционными свойствами при одновременной утилизации золошлаковых отходов ТЭЦ.