способ получения бетона

Формула изобретения

Способ получения бетона, включающий подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью =1560-1585 кг/м³ и модулем крупности М_кр =3,6-3,9 при следующем соотношении фракций, %:

5-10 мм	15,1-47,3
1,25-2,5 мм	22,8-33,1
0,315-0,63 мм	7,8-46,2
0,14 мм и менее	4,0-16,3,

а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее на 50 мас.% из золы-унос II поля и на 50 мас.% - из отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г.Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с насыпной плотностью 180-200 кг/м³ и содержащего до 10-15 мас.% примесей, с силикатным модулем n=0,9-1,3 и плотностью =1,28-1,42 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанная зола-унос II поля	10,75-10,94
Указанная отвальная золошлаковая смесь	10,75-10,94
Указанный отсев диабаза	64,50-65,64
Указанное жидкое стекло	12,48-14,00,

подготовка алюмосиликатного компонента включает в себя совместный помол в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 20 мин, формуются изделия вибрированием, после чего выдерживаются в течение 6 ч в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 85°С по режиму 2+4+2 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из бетонов.

Известен способ получения строительного материала, включающий дозирование кварцевого песка и компонентов вяжущего, их перемешивание и формование образцов, тепловлажностную обработку, причем в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее из золы-уноса, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и углеродсодержащего жидкого стекла, изготовленного из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема и содержащего до 6-7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей - графита С и карборунда SiC с силикатным модулем n=1 и плотностью =1,45-1,49 г/см³ [патент РФ № 2130904, 1999 г.].

Недостатками описываемого способа являются относительно невысокие прочностные показатели строительного материала и использование высококачественного природного материала - кварцевого песка.

Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является способ получения бетона, включающий дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и их твердение с последующим комбинированным выдерживанием изделий, в качестве заполнителя используется отсев от дробления диабаза с насыпной плотностью =1565-1580 кг/м³ и модулем крупности М_кр. =4,9-4,0, а в качестве вяжущего используется золощелочное вяжущее, состоящее из золы-уноса I поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с насыпной плотностью =230-245 кг/м³ и содержащего высокодисперсные кристаллические частицы графита и -модификации карбида кремния в количестве 10-13%, с силикатным модулем n=1 и плотностью =1,38-1,42 г/см³, формуются изделия прессованием под нагрузкой 7-10 МПа, а твердение осуществляется в камере тепловлажностной обработки при температуре 80-85°С по режиму 1+3+3+3 часа с последующей комбинированной выдержкой распалубленных пропаренных изделий в течение 15 суток в воде, а затем в течение последующих 15 суток - в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°С [патент RU № 2376267, 20.12.2009, с.4].

Недостатками описываемого способа являются относительно невысокие прочностные показатели бетона, длительность процесса твердения изделий.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение способа получения бетона.

Технический результат - повышение прочностных показателей бетона, сокращение длительности технологического процесса.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения бетона включает подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение; в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью =1560-1585 кг/м³ и модулем крупности М_кр. =3,6-3,9 при следующем соотношении фракций, %:

фр. 5-10 мм	15,1-47,3
фр. 1,25-2,5 мм	22,8-33,1
фр. 0,315-0,63 мм	7,8-46,2
фр. 0,14 мм и менее	4,0-16,3

а в качестве вяжущего используют вяжущее, состоящее на 50 мас.% из золы-унос II поля и на 50 мас.% - из отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с насыпной плотностью 180-200 кг/м³ и содержащего до 10-15 мас.% примесей, с силикатным модулем n=0,9-1,3 и плотностью =1,28-1,42 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанная зола-унос II поля	10,75-10,94
Указанная отвальная золошлаковая смесь	10,75-10,94
Указанный отсев диабаза	64,50-65,64
Указанное жидкое стекло	12,48-14,00

подготовку алюмосиликатного компонента осуществляют совместным помолом в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 20 мин, формование изделий осуществляют вибрированием, после чего осуществляют выдерживание в течение 6 часов в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С, а твердение осуществляют пропариванием при температуре 85°С по режиму 2+4+2 час.

Образцы для испытания готовили следующим образом.

В лабораторной шаровой мельнице осуществляют помол 50 мас.% золы II поля и 50 мас.% отвальной золошлаковой смеси, полученных при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска, в течение 20 мин до S_уд.=3920 см²/г. Свойства золы и отвальной золошлаковой смеси представлены в таблицах 1-5.

Затем молотые золу и золошлаковую смесь перемешивают с отсевом диабаза с прочностью по дробимости Др=8, насыпной плотностью _н=1560 кг/м³ и модулем крупности М_кр.=3,6 с гранулометрическим составом № 4 в соотношении «Зола II поля : Золошлаковая смесь : Отсев диабаза» = 0,5:0,5:3. Свойства отсева диабаза представлены в таблицах 6 и 7.

Таблица 1
Свойства золы-унос II поля, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска
Насыпная плотность, кг/м3	Истинная плотность, кг/м3	Влажность, %	Остаток на сите № 008, %	Потери после прокаливания (П.П.П.), %
826	2530	1,7	5,4	2,2

Таблица 2
Химический состав золы-унос II поля
Содержание оксидов, мас.%
SiO2	Аl2O3	Fe2O3	СаО	Na2 O	K2O	SO3	MgO
50,5	8,6	8,4	20,5	0,1	0,6	1,5	1,7

Таблица 3
Свойства отвальной золошлаковой смеси, полученной при сжигании бурых углей КАТЭКа на ТЭЦ г. Братска
Истинная плотность, кг/м3	Насыпная плотность, кг/м3	Влажность, %	Прочность по дробимости (Др)	Потери после прокаливания (П.П.П.), %
2810	1320	1,5	Др 12	2,7

Таблица 4
Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси
Остатки на ситах, %	Размеры отверстий сит, мм
10	5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	менее 0,14
частные	9	44,9	9,1	12,6	8,9	5,8	3,6	6,1
полные	9	53,9	63	75,6	84,5	90,3	93,9	100

Таблица 5
Химический состав отвальной золошлаковой смеси
Массовое содержание компонентов, мас.%
SiO2	Аl2O3	Fe2O3	R2O	СаО общ.	СаО св.	MgO	SO3
48,0	8,6	6,7	0,6	26,4	6,4	2,9	0,4

Таблица 6
Свойства отсева от дробления диабаза
Насыпная плотность, кг/м3	Истинная плотность, кг/м3	Влажность, %	Содержание пылеватых и глинистых примесей, %	Прочность по дробимости (Др)
1560-1585	2800-2847	1-2	6-7	Др 8

Таблица 7
Гранулометрический состав отсева от дробления диабаза
№ состава	Содержание фракций, %	Модуль крупности
фр. 5-10 мм	фр. 1,25-2,5 мм	фр. 0,315-0,63 мм	фр. 0,14 мм и менее
1	15,1	22,8	45,8	16,3	3,7
2	16,7	33,1	46,2	4,0	3,8
3	47,3	32,0	7,8	12,9	3,9
4	35,2	28,7	28,5	7,6	3,6

После этого осуществляют затворение смеси сухих компонентов жидким стеклом из микрокремнезема с насыпной плотностью 200 кг/м³ и содержащего 12 мас.% примесей в форме графита и карборунда, с силикатным модулем n=1 и плотностью =1,42 г/см³. Смесь перемешивают в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2 мин. Формование образцов осуществляют на лабораторной виброплощадке, после чего образцы выдерживают в течение 6 часов в воздушно-сухих условиях при температуре 18-20°С. Твердение образцов осуществляют при пропаривании при температуре 85°С по режиму 2+4+2 час. После этого осуществляют испытание пропаренных образцов. Результаты представлены в таблице 8. Аналогично подготовлены и другие образцы. Результаты также представлены в таблице 8.

Анализ полученных данных показывает, что по предлагаемому способу получены достаточно прочные образцы бетона. Кроме того, предлагаемый способ проще способа по прототипу, так как в нем полностью отсутствует достаточно длительный период выдерживания пропаренных изделий в течение 15 суток в воде, а затем в течение последующих 15 суток - в воздушно-сухих условиях. И наконец, предлагаемый способ позволяет значительно расширить номенклатуру сырьевых материалов, так как в качестве алюмосиликатного компонента вяжущего используется не только зола, но и отвальная золошлаковая смесь. Это, в свою очередь, способствует более полному решению экологических задач.