смесь для получения безожигового зольного гравия

Классы МПК:C04B18/10 отходы от сжигания
C04B18/14 от металлургических процессов
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-12-05
публикация патента:

Изобретение относится к технологиям производства безобжигового зольного гравия на основе кислой золы. Смесь для получения безобжигового зольного гравия на основе кислой золы ТЭС включает, мас.%: негашеную известь 5-15, ангидрит 5-15, ускоритель твердения - сталерафинировочный шлак, размолотый до размера частиц менее 100 мкм 5-50, кислую золу ТЭС - остальное. Технический результат - повышение прочности безобжигового зольного гравия, полученного из смеси, ускорение твердения без применения термообработки. 2 табл.

Формула изобретения

Смесь для получения безобжигового зольного гравия на основе кислой золы ТЭС, включающая негашеную известь, сульфатный компонент и ускоритель твердения, отличающаяся тем, что она содержит в качестве сульфатного компонента ангидрит, а в качестве ускорителя твердения - сталерафинировочный шлак, размолотый до размера частиц менее 100 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

негашеная известь 5-15
ангидрит 5-15
указанный шлак 5-50
кислая зола остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологиям производства безобжигового зольного гравия (БЗГ) на основе кислой золы и добавок с последующей термообработкой, ускоряющей твердение гравия или без нее. Кислые золы отличаются повышенным содержанием кремнезема и глинозема, доля которых обычно превышает 70%, а содержание оксида кальция ниже 5%. Выход таких зол среди прочих в отечественной энергетике превышает 80%. Поэтому проблема их утилизации весьма актуальна.

Известна смесь для получения БЗГ на основе кислой золы, включающей цемент, до 20%, ускоритель твердения цемента, например, сульфат натрия, в количестве 1-3% и золу - остальное [1] (Ицкович С.М., Чумаков Л.Д., Баженов Ю.М. Технология заполнителей бетона. М.: Высшая школа, 1991. - 272 с. С.224). К недостаткам этого состава следует отнести замедленное твердение и низкую прочность гравия, которая обычно не превышает ЗМПа. Кроме того, необходимость применения цемента существенно удорожает БЗГ.

Известная смесь для получения БЗГ, включающая негашеную известь, 6-12%, сульфатный компонент, в виде гипсового камня, 0,5-1,5%, ускоритель твердения - хлорид кальция, CaCl2 , 0,5%, и кислую золу - остальное [2] (Мичкарева В.И., Спектор М.Д., Кайзер А.А. Пористые безобжиговые заполнители для легкого бетона из пылевидных зол ТЭС. // Строительные материалы, 1964. № 11. С 34-35). Недостатком данной композиции является замедленное твердение гравия, особенно на начальной стадии твердения, что существенно удлиняет технологический цикл, для сокращения которого необходима термообработка.

Техническая задача, решаемая в изобретении, состоит в ускорении твердения гравия без применения термообработки, повышении его прочности и удешевлении.

Указанная задача решается использованием смеси на основе кислой золы, включающей: негашеной извести, 5-15%, сульфатную добавку в виде ангидрита, безводного сульфата кальция, 5-15%; ускоритель твердения, шлак сталерафинировочный, размолотый до размера частиц менее 100 мкм, 5-50%, кислая зола - остальное.

Эффективность заявляемого состава для получения БЗГ проверяли на материалах, состав которых указан в табл.1. Материалы измельчались, тщательно перемешивались в заданной пропорции, увлажнялись и подвергались грануляции. Полученные гранулы, размером 10-12 мм испытывались на прочность по сжатию и ударостойкость, а после этого помещались на нормальное хранение во влажные древесные опилки при 20°C.

Таблица 1
Химический состав исходных материалов
МатериалыДоля в мас.%
п.п.п.SiO 2Al2O3 Fe2O3 СаОMgOSO 3
Кислая зола 3,159,126,1 4,41,4 1,50,3
Гипсовый камень22,6 3,62,20,8 31,63,2 37,8
Ангидрит 0,21,70,5 -40,1 0,955,2
Шлак сталерафинировочный0,6 15,427,10,9 43,35,9 4,7

Использовали известь с содержанием (СаО+MgO)aкт 93%; * - шлак молотый до остатка на сите 008 - 11%. Дисперсность материалов по остатку на сите 008: гипсовый камень - 12%, ангидрит - 9%, зола - 16, шлак сталерафенировочный немолотый - 43%.

В табл.2 содержатся результаты определения свойств БЗГ разного исходного состава. В таблице обозначено:

НИ - негашеная известь; СК - сульфатный компонент; УТ - ускоритель твердения, шлак сталерафинировочный, Н - максимальная высота сброса гранулы без разрушения в м: n - число сбросов гранул с высоты 0,3 м без разрушения; RT - точечная прочность гранул в Н; D - марка БЗГ по насыпной плотности. Прочность БЗГ определялась по ГОСТ 9757. К - контрольный состав по прототипу: сульфатный компонент в виде гипсового камня, а ускоритель твердения - хлорид кальция, CaCl2, - сульфатный компонент: * - гипсовый камень или ** - строительный гипс. В остальных смесях в качестве сульфатного компонента использован ангидрит.

Таблица 2
Свойства сырцовых гранул и БЗГ на их основе
Состав смеси, мас.% Св-ва сырцовых гранул Прочность БЗГ, МПа
Зола НИСКУТ НnR, H/гp. D1 сут 3 сут7 сут28 сут
К 85101,5 0,50,53 0,37000,5 0,71,3 2,4
1 801010* -0,71 0,59000,6 0,751,4 2,6
2 751010** 5>1 >101,2900 1,11,85 2,452,75
37510 105>1 >101,3 9001,42,3 смесь для получения безожигового зольного гравия, патент № 2526925 2,9
47015 105>1 >101,35 9001,52,5 3,64,5
570 10155 >1>101,3 9001,4 2,43,24,3
680 5105 >1>101,25 9001,35 1,83,04,1
780 1055 >1>101,35 9001,3 1,853,354,3
870 101010 >1>101,8 10002,3 2,83,55,1
70 10++10 100,7 51,4900 1,11,42,5 3,8
9 698 815>1 >102,3 10002,53,8 4,155,45
1065 8720 >1>102,7 10002,8 4,14,85,7
1150 1015 25>1>10 3,31000 3,154,45,1 6,1
12 5010 1030>1 >103,5 11003,44,8 5,66,4
1350 5540 >1>104,4 11004,3 5,16,16,7
1440 55 50>1>10 4,451100 4,55,26,4 6,8
15 405 550+ 0,881,9 10001,82,4 3,64,2
Примечание: + - шлак немолотый; ++ - известь гидратированная.

Из представленного следует, что введение в состав смеси молотого сталерафинировочного шлака существенно ускоряет твердение зольных гранул, прочность сырцовых повышается более чем вдвое. При этом также возрастает прочность БЗГ, что исключает необходимость его термообработки. В составе 2 в качестве сульфатного компонента использован строительный гипс. При этом достигнуто существенное повышение прочности сырцовых гранул. Однако замена ангидрита на полуводный строительный гипс не рациональна вследствие удорожания композиции.

Сульфатная добавка в виде ангидрита эффективнее, нежели гипсовый камень, что следует из сравнения составов К и 1 с составами 3-5. В то же время нецелесообразно увеличивать долю известкового и сульфатного компонента свыше 15%, поскольку прочность БЗГ изменяется незначительно (составы 4 и 5). Уменьшение количества извести и сульфатов до 5% каждого из них допустимо, особенно при условии увеличения количества шлака свыше 5% (составы 6, 7 и 8, 9). В этом случае шлак компенсирует уменьшение прочности искусственного камня вследствие уменьшения в нем доли сульфатных и известковых фаз. Оптимум соотношения качества и затрат на производство БЗГ представлен составами 7-10. Замена негашеной извести гидратным аналогом замедляет твердение гранул и понижает их прочность - состав 8а.

Увеличение доли шлаковой добавки с 10 до 50% стабильно повышает прочность сырцовых гранул и БЗГ на их основе, обеспечивая максимальное повышение прочности БЗГ при наибольшем содержании шлака - составы 13, 14. При этом доля золы снижается до 40%, что невыгодно, поскольку зола дешевле шлака, который к тому же нуждается в доизмельчении. Использование немолотого шлака заметно ухудшает свойства сырца и продукта - состав 15.

Использование заявляемого состава позволит сократить длительность технологического цикла производства БЗГ не менее чем в 1,5-2 раза, а также увеличить, при некотором повышении его марки по плотности, прочность БЗГ на 2-4 марки.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2526925

patent-2526925.pdf

Класс C04B18/10 отходы от сжигания

способ переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций для производства строительных изделий -  патент 2515786 (20.05.2014)
сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона -  патент 2506239 (10.02.2014)
состав для получения безобжигового зольного гравия -  патент 2482081 (20.05.2013)
способ переработки пуццоланов -  патент 2475460 (20.02.2013)
способ утилизации отходов с получением огнестойкого строительного материала и композиция для получения огнестойкого строительного материала -  патент 2469976 (20.12.2012)
бетонная смесь -  патент 2433973 (20.11.2011)
вяжущее и способ приготовления его -  патент 2416580 (20.04.2011)
сырьевая смесь для производства легкого заполнителя -  патент 2407715 (27.12.2010)
сухая строительная смесь -  патент 2392246 (20.06.2010)
сырьевая смесь для изготовления заполнителя -  патент 2326083 (10.06.2008)

Класс C04B18/14 от металлургических процессов

Наверх