способ приготовления бетонной смеси

Формула изобретения

Способ приготовления бетонной смеси, включающий перемешивание в смесителе граншлака, отходов промышленного производства, цемента, минерального заполнителя и воды, отличающийся тем, что указанное перемешивание осуществляют в замкнутом объеме, причем вначале перемешивают и измельчают граншлак производства цветных металлов и отходы промышленного производства, затем на заключительной стадии перемешивания вводят минеральный заполнитель, цемент и воду.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности бетонов и растворов для изготовления из них строительных блоков, и может быть использовано во всех регионах, где отсутствуют пески соответствующего качества, а имеются в наличии отходы металлургической промышленности в виде гранулированных шлаков.

Известен способ приготовления бетонов и растворов с использованием в качестве мелкого заполнителя промышленных отходов в виде золы от ТЭЦ, имеющих модуль крупности 1,8 с содержанием частиц, проходящих через сито №14, более 10% по массе, заключающийся в перемешивании цемента, песка и минерального крупного заполнителя с золой (см. авторское свидетельство СССР №1520046 по кл. С 04 В 28/08 за 1991 г. и рекомендации по применению в бетонных смесях золы и шлака, М., Стройиздат. 1986 г.).

Также известен способ использования дробленых граншлаков, получающихся в цветной металлургии преимущественно при никелевом производстве. В этом способе приготовления смесей и бетонов в смесь дополнительно добавляется измельченный до нужной крупности гранулированный шлак, который дополнительно измельчается до определенной крупности (см. Розовский А.П., Физико-технические свойства бетонных смесей и бетонов на песке и гранулированных шлаков никелевого производства, М., НИИЖБ, 1978 г.).

Недостатком перечисленных способов является то, что в них дополнительно производится измельчение граншлака и отходов промышленного производства, ввиду невозможности их прямого использования в приготовлении бетонов и растворов. Кроме того, предварительная обработка этих отходов ухудшает экологическую характеристику рабочей среды и увеличивает энергозатраты на получение конечного продукта - бетона или раствора, а это в свою очередь ведет к удорожанию строительных работ. В современных условиях при постоянном росте цен на энергоносители это занимает значительную часть в себестоимости и и является одним из отрицательных факторов всех вышеперечисленных способов приготовления бетонов и растворов с использованием шлаков и отходов промышленного производства. Еще одним недостатков этих способов является то, что при измельчении образуется много пылевидной фракции, содержащей соединения тяжелых металлов, которые оказывают крайне отрицательное воздействие на организм человека и животных и невозвратимые потери шлаков при измельчении.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является способ приготовления бетонной смеси, включающий предварительное перемешивание цемента, отходов промышленного производства и шлака металлургического производства с последующим смешиванием с заполнителями и водой. Смешивание ведется в открытой емкости, а шлаки и отходы промышленного производства подвергаются измельчению перед смешиванием (см. RU №2104987, опубл. 1998). Недостатком данного способа является неудовлетворительная связь частиц шлака с цементом, ввиду отсутствия на их наружной поверхности активных участков.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение производительности труда, снижение энергозатрат при приготовлении бетонов и повышение прочности бетонов и растворов за счет совмещения процесса смешивания и дробления, а также образования на поверхности частиц шлака и отходов активных участков для сорбирования на них цемента и воды.

Указанная задача достигается тем, что в способе приготовления бетонной смеси, включающем перемешивание в смесителе граншлака, отходов промышленного производства, цемента, минерального заполнителя и воды, указанное перемешивание осуществляют в замкнутом объеме, причем вначале перемешивают и измельчают граншлак производства цветных металлов и отходы промышленного производства, затем на заключительной стадии перемешивания вводят минеральный заполнитель, цемент и воду.

Приготовление бетонной смеси по изобретению осуществляется следующим образом. В замкнутую полость смесителя засыпается не подготовленная масса граншлака, например, от производства цветных металлов и отходов промышленного производства, например, пески от каолино-керамического производства, в соотношении 3-5 частей к 1 части соответственно. Затем начинают интенсивно перемешивать в течение 5-40 минут. Затем, не останавливая процесс перемешивания, в полученную смесь добавляются минеральный заполнитель, цемент и вода.

В процессе смешивания частицы граншлака и отходов промышленного производства сталкиваются между собой, происходит их излом и дробление, а в месте излома на частицах шлака и отходов производства образуются участки, не подверженные воздействию окружающей среды.

Применение данного способа позволяет получать высококачественную бетонную смесь с осадкой конуса от 2 см и выше, исключить ее седиментацию (расслаиваемость при транспортировке на расстояние до 100 км), снизить расход цемента и пластифицирующих добавок. Это достигается тем, что физико-химический состав смеси при поочередном смешивании отходов позволяет полностью всю массу бетона получить однородной за счет появления активных участков на поверхности частиц шлака и отходов, которые активно сорбируют цемент и воду и тем самым позволяют более полное слипание между собой. Так, например, граншлак медеплавильного производства имеет в основном стекло-фаялитовый состав, что способствует высокой сорбации на активных участках частиц цемента за счет наличия в составе материалов, как графит, биотит, серицитизированные полешпатовые соединения, хлориты и др., позволяет увеличить пластичность смеси в целом за счет термохимических процессов, происходящих на поверхностях разлома частиц граншлака, которого в смеси большее количество.

Использование предлагаемого способа позволяет исключить дробление мелких заполнителей и добавок, а производить их измельчение непосредственно в процессе перемешивания непосредственно в агрегате приготовления бетона, что позволяет сократить время и снизить энергозатраты. Кроме того, увеличивается подвижность смеси и снижается расход цемента и воды на 5-10% по сравнению с известными способами приготовления бетонов и смесей с использованием отходов производства, преимущественно шлаков от производства цветных металлов, например меди, ванадия, никеля и других металлов. Предложенный способ позволяет использовать любые отходы в приготовлении бетонов и применять любые виды цемента, без ограничения, например портландцемента, шлакопортландцемента, магнезиального цемента, гипсоцементнопуццоланового, глиноземистого, шлако-щелочного.