Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗОБЖИГОВОГО ЗОЛЬНОГО ГРАВИЯ

Изобретение относится к технологиям переработки кислых зол ТЭС в заполнители для бетонов конструкционного назначения.

Известен способ получения безобжигового зольного гравия (БЗГ) на основе кислой золы и известкового или цементного вяжущего, включающий в качестве активизатора твердения известкового вяжущего сульфатный или щелочной компонент, Ицкович С.М., Чумаков Л.Д., Баженов Ю.М. Технологии заполнителей бетона: М., Высшая школа. 1991. - 272 с. [1]. Недостатком указанного способа является необходимость в термообработке гранул с целью ускорения их твердения. Кроме того, такой БЗГ имеет ограниченную прочность, что исключает его применение как конструкционного материала.

В качестве прототипа изобретения принят Патент РФ №2572429 «Способ получения безобжигового зольного гравия» [2]. Недостатками указанного изобретения являются:

- замедленное твердение гранул в нормальных условиях;

- относительно низкая прочность БЗГ и конструкционных бетонов, содержащих его в качестве заполнителя.

Технической задачей изобретения является ускорение твердения БЗГ при одновременном повышении прочности гранул.

Указанная задача решается тем, что кислую золу, негашеную известь, щелочной активизатор подвергают измельчению, дозированию, перемешиванию и увлажнению, причем в качестве щелочного активизатора используют Na₂SO₄, а для увлажнения смеси используют известковое молоко или его смесь с сульфатом натрия, совмещая при этом перемешивание компонентов смеси, с ее гидромеханической активацией в течение 3 минут в скоростном лопастном смесителе, со скоростью 1000 оборотов вала в минуту, затем смесь гранулируют, а гранулы уплотняют в уплотнителе, в процессе которого их вначале опудривают пластификатором, С-3, а после этого - портландцементом М400Д0, с последующим твердением гранул в нормальных условиях, а затвердевшие гранулы подсушивают при температуре ниже 100°C - до потери массы 5% и модифицируют, помещая в водную эмульсии поливинилацетата, и подвергают вибрации и вакуумированию одновременно.

Проверку заявляемого способа осуществляли на лабораторном тарельчатом грануляторе с диаметром тарели 0,6 м - с использованием в качестве сырья кислой золы-уноса, негашеной извести, содержащей СаО_акт. - 87% и щелочного активизатора твердения в виде Na₂SO₄. Кроме того, для уплотнения гранул использовали пластификатор С-3 и портландцемент марки М400Д0.

Суспензию из известкового молока и сульфата натрия подвергали гидромеханической активации в течение 3-х минут в гидромеханическом активизаторе, состоящем из вертикального металлического цилиндра, используя для привода сверлильную машину с числом оборотов вала в минуту - 1000, в которую вставляли металлический стержень с вертикально расположенными лопастями. В табл. 1 приведены технические свойства сырцовых гранул.

R_прчн, Н/грн. - точечная прочность, средняя для 10 гранул; ρ, кг/м³ - насыпная плотность гранул.

Уплотнение гранул осуществляли в два этапа. На первом - порция гранул массой 1,5-2 кг, загруженная на вращающуюся тарель гранулятора, опудривалась пластификатором.

На втором этапе, по истечении 3-4-х минут после завершения первичного опудривания пластификатором, на поверхность гранул выделялась влага - вследствие уплотнения их макроструктуры, которая «гасилась» посредством опудривания порцией портландцемента.*

* - Без подсушки цементом гранулы образуют по истечении 1 суток прочный конгломерат, со структурой, подобной крупнопористому бетону.

Уплотненные гранулы с подсушенной поверхностью помещались на воздушно-влажное твердение в эксикатор. Затвердевшие гранулы подсушивались при температуре ниже 100°C, а затем модифицировались погружением в водную эмульсию поливинилацетата в емкости, подключенной к вакуум-насосу. Указанная система закреплялась на виброплощадке. При испытании последовательно включали либо насос, либо вибратор, либо оба аппарата - одновременно. После вибрации средняя плотность гранул увеличивалась примерно на 5, после вакуумирования на - 7-8, а после совмещения вибрации и вакуумирования - на 9-10%.

Из представленного следует, что модифицирование существенно увеличивает прочность гранул. В табл. 2 сравниваются физико-механические свойства штатного и модифицированного зольного гравия.

Таким образом, установлена практическая возможность повышения прочности безобжигового зольного гравия на основе кислой золы и полученного с его участием бетона.