способ изготовления газобетона с минимальной средней плотностью на основе высококальциевой золы тепловых электростанций

Формула изобретения

1. Способ изготовления газобетона с минимальной средней плотностью на основе высококальциевой золы тепловых электростанций, включающий перемешивание воды и золы, введение газообразователя, определение времени перемешивания золы и воды, отличающийся тем, что газообразователь в виде алюминиевой суспензии вводят после перемешивания золы и воды, устанавливают зависимость между временем перемешивания смеси золы и воды Z, температурным эффектом гидратации пробы золы Y и временем достижения максимальной температуры при определении температурного эффекта X, причем температурный эффект гидратации пробы золы определяют по формуле

Y= Т_макс-Т_нач,

где Т_макс - максимальная температура, ^oС,

Т_нач - начальная температура, ^oС,

а время перемешивания вновь поступившей пробы золы и воды определяют по выраженной в виде уравнения указанной установленной зависимости.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанное уравнение имеет следующий вид:

Z= -7,825+0,302Х+2,209Y

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве газобетонов с минимальной средней плотностью на основе высококальциевой золы тепловых электростанций (ТЭЦ).

Известен способ изготовления газобетона, включающий перемешивание смеси сырьевого компонента и воды с последующим введением газообразователя, а время перемешивания смеси сырьевого компонента и воды устанавливают с момента затворения до наступления стабилизации значений расплыва этой смеси на приборе Суттарда (см. Горяйнов К.Э. Лабораторный практикум по технологии теплоизоляционных материалов. - М.: Высшая школа, 1972. - с. 165).

Недостатком описанного способа является невозможность его применения для изготовления газобетона на основе высококальциевой золы ТЭЦ, так как значения расплыва смеси золы в качестве сырьевого компонента и воды не стабилизируются. С увеличением времени перемешивания смеси золы и воды значения расплыва уменьшаются вследствие активного взаимодействия золы с водой при схватывании.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ изготовления газобетона на основе высококальциевой золы, включающий перемешивание смеси золы и воды в бетоно- или растворосмесителях принудительного действия в течение 10-15 мин и более, а время перемешивания определяют опытным путем (см. Гладких К. В. Изделия из ячеистых бетонов на основе шлаков и зол. М.: Стройиздат, 1976. - С. 95-97).

Недостатком способа изготовления газобетона на основе высококальциевой золы является невозможность оперативной корректировки времени перемешивания для различных проб золы, так как время перемешивания устанавливают опытным путем, что требует дополнительных затрат времени, а так же приводит к нестабильной средней плотности получаемого газобетона.

Техническим результатом является уменьшение затрат времени на изготовление газобетона, обеспечение стабилизации его средней плотности.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления газобетона с минимальной средней плотностью на основе высококальциевой золы тепловых электростанций, включающем перемешивание воды и золы, введение газообразователя, определение времени перемешивания золы и воды, газообразователь в виде алюминиевой суспензии вводят после перемешивания золы и воды, устанавливают зависимость между временем перемешивания смеси золы и воды Z, температурным эффектом гидратации пробы золы Y и временем достижения максимальной температуры при определении температурного эффекта X, причем температурный эффект определяют по формуле:

Y=Т_макс-Т_нач,

где Т_макс - максимальная температура,^oС, Т_нач - начальная температура, ^oС, а время перемешивания вновь поступившей пробы золы и воды определяют по выраженной в виде уравнения указанной установленной зависимости.

Указанное уравнение имеет следующий вид:

Z=-7,825+0,302Х+2,209Y.

Оптимальное время перемешивания смеси высококальциевой золы и воды, определяемое по установленной зависимости, позволяет значительно сократить затраты времени на производство газобетона. Каждая новая партия золы имеет свое оптимальное время перемешивания смеси золы и воды. Ее поиск требует длительных предварительных экспериментов. В противном случае получаемый газобетон характеризуется высокой и нестабильной средней плотностью.

Изготовление газобетона с минимальной средней плотностью позволяет стабилизировать и увеличить теплозащитные свойства изделий из этого газобетона.

Заявляемый способ дает возможность синхронизации процессов вспучивания и набора пластической прочности в результате разрушения "эттрингитовой структуры", которая проявляется в быстром увеличении пластической прочности сразу же после затворения золы водой, что препятствует полному вспучиванию смеси золы, воды и газообразователя и получению газобетона с минимальной средней плотностью. Разрушение "эттрингитовой структуры" производят более длительным перемешиванием смеси золы и воды в газобетоносмесителе. Время перемешивания смеси золы и воды и параметры температурного эффекта гидратации золы (разность температур и время достижения максимальной температуры) зависят от интенсивности образования "эттрингитовой структуры", что в свою очередь зависит от состава золы (содержания в золе алюминатов, ангидрита, свободной извести). То есть параметры температурного эффекта гидратации золы (разность температур и время достижения максимальной температуры) находятся во взаимосвязи со временем перемешивания смеси золы и воды для получения газобетона минимальной средней плотности.

Способ изготовления газобетона с минимальной средней плотностью на основе высококальциевой золы ТЭЦ поясняется таблицей, в которой приведены параметры температурного эффекта гидратации проб высококальциевой золы и оптимальное время перемешивания смеси соответствующих проб золы и воды.

Пример конкретного осуществления заявляемого способа.

Отбирают на тепловой электростанции 8 проб высококальциевой золы, отличающиеся большим разбросом по срокам схватывания (начало схватывания от 10 минут до 2 часов, конец схватывания от 20 минут до 5 часов), определяют параметры температурного эффекта гидратации для каждой пробы - температуру и время тепловыделения (см. таблицу).

Для этого берут навеску золы 60 г, помещают в фарфоровую чашку и затворяют 30 мл дистиллированной воды. Производят тщательное перемешивание в течение 30 секунд и полученное тесто выливают в резиновый бюкс с диаметром около 3,0-3,5 см и высотой около 7,0 см, помещенный в стеклянный или фарфоровый стаканчик таких же размеров. В середину зольного теста устанавливают термометр и производят замер температуры через каждые 5 минут, с момента затворения до начала падения температуры. Перед началом затворения отмечают температуру окружающей среды.

Температурный эффект (t) определяют по формуле:

t=T_макс-T_нач,

где Т_макс - максимальная достигнутая температура при гидратации золы, ^oС,

Т_нач - температура окружающей среды,^oС.

Время достижения максимальной температуры при определении температурного эффекта (в минутах) определяют как промежуток времени с момента затворения золы водой до момента достижения максимальной температуры при гидратации золы.

При определении параметров температурного эффекта необходимо соблюдать условия:

1 - зола и вода к моменту затворения должны иметь комнатную температуру, то есть, температуру того помещения, в котором проводится определение. Эта температура должна составлять 202^oС;

2 - в момент замера температуры колба термометра должна находиться в середине зольного теста и не прикасаться к стенкам и дну бюкса;

3 - с момента, когда начинается процесс схватывания и твердения золы, термометр необходимо периодически (не реже раза в минуту) поворачивать вокруг своей оси, чтобы не произошло сцепление зольного камня со стеклом термометра.

Дальнейшее осуществление заявляемого способа проводят в следующей последовательности.

Пробу золы смешивают с водой, имеющей температуру 60^oС, до консистенции газобетонной массы (водотвердое отношение, соответствующее расплыву на приборе Суттарда 28-30 см) и перемешивают в течение 3-40 минут в газобетоносмесителе. Через каждые 5 минут перемешивания отбирают равные по объему образцы смеси золы и воды, в каждый образец вводят одинаковое количество алюминиевой суспензии для получения средней плотности газобетона 600 кг/м³, каждый образец смеси золы, воды и газообразователя перемешивают в течение 30 секунд и заливают в прозрачный мерный цилиндр, где происходит вспучивание этой смеси при температуре окружающей среды 20^oС. После полного вспучивания смеси контролируют ее высоту вспучивания в процентах от высоты заливки. Затем по полученным данным, приведенным в таблице, устанавливают зависимость между температурным эффектом гидратации проб высококальциевой золы, временем достижения максимальной температуры при определении температурного эффекта гидратации этих проб золы и временем перемешивания образцов смеси высококальциевой золы и воды, определяемым по наибольшей высоте вспучивания этих образцов.

Найденная зависимость имеет вид

Z=-7,825+0,302Х+2,209Y,

где Х - время достижения максимальной температуры при определении температурного эффекта гидратации золы, мин;

Y - температурный эффект гидратации пробы высококальциевой золы,^oС;

Z - время перемешивания образца смеси высококальциевой золы и воды, мин.

Время перемешивания смеси воды и вновь поступившей пробы золы определяют по установленной зависимости.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет значительно сократить затраты времени на изготовление газобетона и обеспечить стабилизацию средней плотности.