СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЗОЛОШЛАКОВОГО БЕТОНА

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЗОЛОШЛАКОВОГО БЕТОНА


RU (11) 2253634 (13) C1

(51) 7 C04B28/08, C04B111:20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.02.2008 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004102164/03 
(22) Дата подачи заявки: 2004.01.26 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.01.26 
(45) Опубликовано: 2005.06.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2181706 C2, 27.04.2002. RU 2125026 C1, 20.01.1999. RU 2138455 C1, 27.09.1999. RU 2130904 C1, 27.05.1999. SU 1377256 A1, 28.02.1988. US 4842649 A, 27.06.1989. 
(72) Автор(ы): Русина В.В. (RU); Подвольская Е.Н. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный технический университет" (RU) 
Адрес для переписки: 665709, Иркутская обл., г. Братск, ул. Макаренко, 40, ГОУВПО "Братский государственный технический университет", патентная служба 

(54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЗОЛОШЛАКОВОГО БЕТОНА

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления как монолитных, так и сборных конструкций и изделий из бетона на основе золошлакового заполнителя и позволяет обеспечить возможность эффективного использования многотоннажных отходов промышленности. Технический результат - получение достаточно прочных и одновременно легких теплоизоляционно-конструкционных бетонов, упрощение процесса их изготовления и снижение стоимости конечной продукции. Сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона включает заполнитель - отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска насыпной плотностью 900 кг/м3 и с размером зерен 0,14-5,0 и 10-20 мм, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля, а в качестве вяжущего - золощелочное вяжущее, состоящее из золы-уноса II поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода – микрокремнезема - и содержащего углеродистые примеси - графит и карборунд, с силикатным модулем n=1 и плотностью =1,3 9-1,41 г/см3, при следующем содержании компонентов, мас.%: зола-уноса 12,7-17,5, жидкое стекло из микрокремнезема 28,1-33,9, отвальная золошлаковая смесь фракции 10-20 мм 19,3-22,3, отвальная золошлаковая смесь фракции 0,14-5,0 мм 34,1-35,9. 6 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к промышленности строительных материалов, может быть использовано для изготовления как монолитных, так и сборных конструкций и изделий из бетона на основе золошлакового заполнителя и позволяет обеспечить возможность эффективного использования многотоннажных отходов промышленности.

Известны бетонные смеси, включающие портландцемент, а также золы, шлаки и золошлаковые смеси взамен традиционных заполнителей [Наназашвили И.Х. Строительные материалы, изделия и конструкции: Справочник. - М.: Высш. шк, 1990. - с.34].

Недостатком таких смесей является использование дорогостоящего портландцемента.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является сырьевая смесь, включающая вяжущее, состоящее из молотой до остатка на сите №008 - 3,3% отвальной золошлаковой смеси и жидкого стекла из микрокремнезема, а также заполнитель - немолотую отвальную золошлаковую смесь с размером зерен 0,14-5,0 мм [Патент №2181706, 2002 г.].

Недостатками этой смеси являются ограничение областей применения получаемых бетонов, необходимость тонкого помола золошлаковой смеси, что значительно усложняет технологический процесс и увеличивает стоимость конечной продукции, а также неполное использование золошлаковых смесей.

Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются повышение качества бетона, упрощение технологического процесса его получения, расширение областей его применения.

Технический результат - получение достаточно прочных и одновременно легких теплоизоляционно-конструкционных бетонов, упрощение процесса их изготовления и снижение стоимости конечной продукции.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона включает заполнитель - отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска насыпной плотностью 900 кг/м3 и с размером зерен 0,14-5,0 и 10-20 мм, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля, а в качестве вяжущего - золощелочное вяжущее, состоящее из золы-уноса II поля, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема - и содержащего углеродистые примеси - графит и карборунд с силикатным модулем n=1 и плотностью =1,39-1,41 г/см3 при следующем содержании компонентов, мас.%: 

Зола-уноса 12,7-17,5

Жидкое стекло из микрокремнезема 28,1-33,9

Отвальная золошлаковая смесь

фракции 10-20 мм 19,3-22,3

Отвальная золошлаковая смесь

фракции 0,14-5,0 мм 34,1-35,9

Свойства золы-уноса II поля и отвальной золошлаковой смеси представлены в табл.1-5.

Таблица 1

Свойства золы-уноса II поля 
Влажность, % Насыпная плотность, кг/м3 Истинная плотность, кг/м3 Остаток на сите №008, % Потери после прокаливания, % 
2 920 2941 5 3 
Таблица 2

Средний химический состав золы-уноса II поля 
Содержание соединений, % по массе 
SiO2 CaO Fе2О 3 Аl2О 3 MgO SO3 Na 2O К2О 
47,2 19,6 7,1 16,1 3,7 2,2 0,3 0,8 
Таблица 3

Свойства отвальной золошлаковой смеси 
Влажность, % Насыпная плотность, кг/м Истинная плотность, кг/м 3 ППП, % 
2 900 2780 3,1 


Таблица 4

Гранулометрический состав отвальной золошлаковой смеси 
Размер отверстий сит, мм 20 10 5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 Поддон 
Частный остаток, % 12,1 9,5 12,8 11 5,7 26,6 9,7 9,3 3,3 
Полный

остаток, % 12,1 21,6 34,4 45,4 51,1 77,7 87,4 96,7 100 
Таблица 5

Средний химический состав отвальной золошлаковой смеси 
Содержание соединений, % по массе 
SiO2 Аl 2O3 CaO MgO SO3 Fe 2O3+FeO 
39,9 6,6 35,7 6,7 1,6 8,7 


Сырьевая смесь для приготовления бетона готовилась следующим способом.

В необходимом соотношении дозировалась отвальная золошлаковая смесь фракций 20-10 мм (крупный заполнитель) и фракций 5-0,14 мм (мелкий заполнитель). К золошлаковой смеси добавлялась зола-уноса II поля и все перемешивалось в течение 1-2 мин. Затем полученная смесь сухих компонентов затворялась жидким стеклом из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью =1,39-1,41 г/см. Смесь перемешивалась в бетоносмесителе принудительного действия в течение еще 1-2 мин. Формование образцов - кубов размером 15×15×15 см производилось на лабораторной виброплощадке, твердение - в камере ТВО при температуре 80-85°С по режиму 3+2+4+3 ч. Испытание пропаренных образцов производилось после их высушивания до постоянной массы. Предлагаемые составы и результаты испытаний приведены в табл.6.

Анализ полученных данных показывает, что на основе предлагаемой сырьевой смеси возможно получение достаточно прочных (до 16,3 МПа) и одновременно легких бетонов (плотность 1450-1570 кг/м3), что существенно расширяет диапазон областей их применения. При этом технологический процесс получения бетонов из предлагаемой сырьевой смеси значительно проще, а конечная продукция дешевле, чем по прототипу, так как основной компонент вяжущего предлагаемого варианта - зола (в отличие от золошлаковой смеси по прототипу) - не требует помола. И, наконец, предлагаемая сырьевая смесь позволяет решать экологические задачи, так как золошлаковая смесь используется полностью, т.е. всех фракций (0,14-20 мм). По прототипу же используется только часть золошлаковой смеси (фракции 0,14-5 мм).

Таблица 6

Составы и свойства бетонов 
№ п/п Состав смеси, масс.% Свойства бетонов 
Зола Жидкое стекло Золошлаковая смесь фракции 20-10 мм Золошлаковая смесь фракции 5-0,14 мм Плотность, кг/м 3 Предел прочности при сжатии, МПа 
1.

2. 17,5

12,7 28,1

33,9 19,3

22,3 35,9

34,1 1450

1570 16,3

15,4 





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Сырьевая смесь для приготовления золошлакового бетона, включающая заполнитель и вяжущее, состоящее из золы-уноса, полученной от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода - микрокремнезема и содержащего углеродистые примеси - графит и карборунд, отличающаяся тем, что она содержит указанную золу-уноса II поля, указанное жидкое стекло с силикатным модулем n=1 и плотностью =1,39-1,41 г/см3, а в качестве заполнителя - отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г. Братска насыпной плотностью 900 кг/м 3 и с размером зерен 0,14-5 мм и 10-20 мм, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Зола-уноса 12,7-17,5

Жидкое стекло из микрокремнезема 28,1-33,9

Отвальная золошлаковая смесь 

Фракции 10-20 мм 19,3-22,3

Отвальная золошлаковая смесь фракции 0,14-5,0 мм 34,1-35,9