способ получения кислотостойкого бетона

Формула изобретения

Способ получения кислотостойкого бетона, включающий дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и их твердение с последующим выдерживанием изделий, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют отвальную золошлаковую смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска с насыпной плотностью р=1200-1250 кг/м³, с размером зерен 0,63-10,0 мм и влажностью 2% при следующем соотношении зерен фракций, мас.%:

фракция 5-10 мм	15-20
фракция 2,5-5 мм	20-50
фракция 1,25-2,5 мм	30-40
фракция 0,63-1,25 мм	10-20

а в качестве вяжущего используют золощелочное вяжущее, состоящее из золы-уноса II золя, 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, содержащего 9 мас.% высокодисперсных частиц графита С и 8 мас.% частиц -модификации карборунда SiC, с силикатным модулем n=1-2 и плотностью р=1,39-1,45 г/см³, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

зола-унос	18,9-21,7
жидкое стекло	13,0-24,5
отвальная золошлаковая смесь	56,6-65,2

формуют изделия вибриропрессованием, а твердение осуществляют в камере ТВО при температуре Т=90-95°С в течение 10 ч с последующим выдерживанием распалубленных пропаренных изделий в течение 14 суток при влажности W=100% и Т=18-22°С.

Описание изобретения к патенту

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

Известно вяжущее, включающее высокомодульное жидкое стекло, бифторид калия и нефелиновый шлам [Авторское свидетельство СССР №1527204, кл. С04В 7/00, 1990].

Недостатками этого вяжущего являются относительно невысокие показатели кислотостойкости, а также использование в качестве щелочного компонента дорогостоящего промышленного жидкого стекла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 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 также являются относительно низкие показатели кислотостойкости строительного материала.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества бетона.

Технический результат - повышение кислотостойкости бетона.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения кислотостойкого бетона включает дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и их твердение с последующим выдерживанием изделий, в качестве заполнителя используется отвальная золошлаковая смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска с насыпной плотностью р=1200-1250 кг/м ³, с размером зерен 0,63-10,0 мм и влажностью 2% при следующем соотношении зерен фракций:

фракция 5-10 мм	15-20%;
фракция 2,5-5 мм	20-50%;
фракция 1,25-2,5 мм	30-40%;
фракция 0,63-1,25 мм	10-20%,

а в качестве вяжущего используется 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 ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего 9% высокодисперсных частиц графита - С и 8% мельчайших частиц -модификации карборунда - SiC, с силикатным модулем n=1-2 и плотностью р=1,39-1,45 г/см³, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Зола-унос	18,9-21,7
Жидкое стекло	13,0-24,5
Отвальная золошлаковая смесь	56,6-65,2,

формуются изделия вибропрессованием, а твердение осуществляется в камере ТВО при температуре Т=90-95°С в течение 10 час с последующим выдерживанием пропаренных распалубленных изделий в течение 14 суток при влажности W=100% и Т=20±2°С.

Пример. Образцы бетона готовились следующим образом. В качестве заполнителя используется отвальная золошлаковая смесь Иркутской ТЭЦ-6 г.Братска с насыпной плотностью р=1200 кг/м ³, с размером зерен 0,63-10,0 мм и влажностью 2% при следующем соотношении зерен фракций, мас.%: фракция 5-10 мм 20; фракция 2,5-5 мм 30; фракция 1,25-2,5 мм 40; фракция 0,63-1,25 мм 10. Зола-унос второго поля перемешивалась с отвальной золошлаковой смесью в соотношении З:ЗШС=1:3 и все затворялось жидким стеклом из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью р=1,45 г/см³. Смесь перемешивалась в бетоносмесителе принудительного действия в течение 3 мин. Формование образцов производилось вибропрессованием. Твердели образцы в камере ТВО при температуре 95°С в течение 10 час., после чего выдерживались в течение 14 суток при влажности W=100% и Т=20°С. Испытания на кислотостойкость осуществлялись следующим образом. Часть образцов помещали в раствор серной кислоты (Н₂SO ₄) 5%-ной концентрации, а другую - в воду. Кислотостойкость предлагаемого материала оценивалась по коэффициенту стойкости (Кс).

Предлагаемые составы и результаты испытаний представлены в таблице.

Таблица Составы и свойства бетонов
№ п/п	Свойства жидкого стекла		Состав смеси, мас.%			Кислотостойкость по коэффициенту стойкости (Кс)
	Силикатный модуль (n)	Плотность, г/см 3	Зола-унос	Жидкое стекло	Золошлаковая смесь
1	1	1,39	21,7	13,0	65,3	1,38
2	1	1,45	20,4	18,4	61,2	1,41
3	2	1,39	18,9	24,5	56,6	1,40

Анализ полученных данных показывает, что по предлагаемому способу получены кислотостойкие бетоны, т.к. кислотостойкость образцов достаточно высока: во всех случаях коэффициент стойкости составляет более 1. Достаточно высокая кислотостойкость предлагаемого золошлакощелочного бетона обусловлена, прежде всего, одной природой заполнителя - золошлаковой смеси и компонента вяжущего - золы-уноса, представляющих собой алюмосиликатное сырье. Заполнитель не является инертным компонентом, а выполняет роль активной составляющей.

Так, при химическом взаимодействии золошлаковой смеси с жидким стеклом происходит образование низкоосновных гидросиликатов кальция группы CSH(B) и цеолитоподобных минералов, обладающих высокой коррозионной стойкостью. Поэтому дополнительное формирование нерастворимых и кислотостойких новообразований на границе «Вяжущее - заполнитель» приводит к увеличению кислотостойкости предлагаемого бетона.

Кроме того, высокое содержание в жидком стекле из микрокремнезема мельчайших частиц графита - С и карборунда - SiC, которые обладают не только химической инертностью, но и высокой коррозионной стойкостью, также способствуют увеличению кислотостойкости предлагаемого золошлакощелочного бетона. Кроме того, мельчайшие частицы С и SiC, располагаясь в порах образцов затвердевшего материала, препятствуют проникновению в него агрессивной жидкой среды - раствора кислоты, что также способствует увеличению кислотостойкости предлагаемого золошлакощелочного бетона.

Значительный рост кислотостойкости после выдерживания пропаренных образцов предлагаемого золошлакощелочного бетона в воде связан с продолжающимися процессами структурообразования цеолитоподобных минералов (известно, что процесс достаточно длительный).

И наконец, способ формования бетона также влияет на его кислотостойкость. При виброформовании образцов бетона происходит рост кислотостойкости предлагаемого золошлакощелочного бетона за счет получения более плотной структуры материала.