Результат интеллектуальной деятельности: СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЗОЛОЩЕЛОЧНОГО БЕТОНА

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления конструкций и изделий из бетонов на основе заполнителя из некондиционного сырья и позволяет обеспечить возможность эффективного использования многотоннажных отходов промышленности.

Известны бетонные смеси, включающие заполнитель - отсев от дробления диабаза и вяжущее, состоящее из золы-унос I поля, из молотой отвальной золошлаковой смеси и жидкого стекла, изготавливаемого из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,30-1,45 г/см³ [Патент RU №2470900 C1, C04B 40/00, 28/26, 28/08, 111/23, 27.12.2012, с.7].

Недостатками бетона на основе этой бетонной смеси являются невысокие показатели прочности бетона, многокомпонентность состава, необходимость помола золошлаковой смеси.

Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является сырьевая смесь, включающая заполнитель и вяжущее, состоящее из золы-унос I поля с ρ_нас=800-850 кг/м³ и остатком на сите №008 - 6,7% и жидкого стекла, изготовленного из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема с ρ_нас=215-220 кг/м³ и содержащего высокодисперсные кристаллические примеси в форме карборунда и графита в количестве 8-10%, с силикатным модулем n=1-1,5 и плотностью ρ=1,33-1,34 г/см³, а в качестве заполнителя используют отсев от дробления диабазовых глыб на щебень с ρ_нас=1590 кг/м³ и влажностью 1-2% [Патент RU №2374201 C1, C04B 28/26, 111/20, 27.11.2009, с.4].

Недостатком описываемой сырьевой смеси являются невысокие прочностные показатели бетонов, изготавливаемых из этой сырьевой смеси, и использование в качестве сырья чистого (беспримесного) заполнителя, что ограничивает применение получаемых бетонов.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества сырьевой смеси, расширение номенклатуры сырья.

Технический результат - повышение прочностных показателей бетона. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления золощелочного бетона включает заполнитель и вяжущее, состоящее из алюмосиликатного компонента и щелочного компонента - жидкого стекла с силикатным модулем n=0,8-1,2 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см, изготавливаемого из техногенного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, характеризующегося насыпной плотностью ρ_н=270-290 кг/м³ и потерями после прокаливания 1,1-3,8%; в качестве алюмосиликатного компонента вяжущего используется зола-унос II поля, образующаяся при сжигании бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска и характеризующаяся насыпной плотностью ρ_н=980-1050 кг/м³ и остатком на сите №008 - 7,3-9,8%, а в качестве заполнителя используется техногенный отход Братского завода нерудных строительных материалов - отсев от дробления диабаза, характеризующийся насыпной плотностью ρ_н=1560-1690 кг/м³, прочностью по дробимости 9,8-12,6%, при соотношении зерен фракций, мас.%:

и содержащий 0-15% глинистых примесей, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Сырьевая смесь для приготовления бетона готовилась следующим образом.

Зола-унос II поля, образующаяся при сжигании бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска и характеризующаяся истинной плотностью ρ_и=2780 кг/м³, влажностью 0,33% и потерями после прокаливания 2,16%, перемешивалась с заполнителем - отсевом от дробления диабаза, характеризующимся истинной плотностью ρ_и=2940 кг/м³ и модулем крупности 4,2. Соотношение между золой-унос и заполнителем составляло «Зола-упос II поля : Отсев от дробления диабаза» = 1:3. Свойства используемых материалов представлены в таблицах 1-4.

После перемешивания к смеси сухих компонентов добавлялось жидкое стекло из микрокремнезема, характеризующегося истинной плотностью ρ_и=2360 кг/м³ и влажностью 0,8%, с силикатным модулем n=0,8-1,2 и плотностью ρ=1,37-1,39 г/см³. Смесь перемешивалась в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2-3 мин. Формование образцов-балочек размером 4×4×16 см производилось на лабораторной виброплощадке. Твердение образцов осуществлялось в камере ТВО при температуре 80±5°C по режиму 1+2+4+2 час. После этого пропаренные образцы испытывались на прочность. Аналогично были приготовлены и испытаны бетоны на основе сырьевых смесей других составов. Результаты представлены в таблице 5.

Анализ полученных данных показывает, что бетоны на основе предлагаемой сырьевой смеси характеризуются достаточно высокими показателями прочности, превышающими прочностные показатели бетона по прототипу. При этом предлагаемая сырьевая смесь содержит в своем составе заполнитель, засоренный глинистыми примесями, в отличие от аналога, использующего чистый (беспримесный) заполнитель. Как известно, природное, а тем более техногенное сырье, всегда содержит посторонние включения и примеси, количество которых в заполнителе ограничивается ГОСТом до 5%. Однако, как видно из представленных данных, повышенное содержание глинистых примесей не оказывает негативного влияния на прочностные характеристики бетона. Наоборот, абсолютные показатели прочности бетона, в составе которого используется заполнитель, содержащий глинистые примеси, превышают показатели контрольного беспримесного состава. Это связано с тем, что глинистые минералы активно взаимодействуют с жидким стеклом с образованием низкоосновных силикатов кальция и цеолитоподобных минералов, обладающих высокой прочностью. Частицы глины, активизированные щелочью жидкого стекла и частично связанные продуктами гидратации зольных частиц, равномерно распределенными в их массе, заполняют пустоты в матрице бетона, упрочняя его структуру. Тем самым предлагаемая сырьевая смесь позволяет использовать в своем составе некондиционный заполнитель и расширить номенклатуру сырьевых материалов.