Патент на изобретение №2376267

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из жаростойких бетонов. Технический результат – повышение жаростойкости бетона. Способ получения жаростойкого бетона включает дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и их твердение с последующим комбинированным выдерживанием изделий, в качестве заполнителя используют отсев дробления диабаза с насыпной плотностью 1565-1580 кг/м³ и модулем крупности Мкр=4,0-4,9 при соотношении фракций,%: фр. 5 мм – 2,5-55, фр. 2,5 мм – 22,5-26, фр. 1,25 мм – 6,7-15, фр. 0,63 мм – 1,7-23, фр. 0,315 мм – 3,3-17, фр. 0,14 мм – 5-18, фр. менее 0,14 мм – 2-2,3, а в качестве вяжущего – 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, изготовленного 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 р=1,38-1,42 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанная зола-унос 17,8-38,9, указанное жидкое стекло 20,0-30,2, указанный отсев диабаза 35,0-60,0%, формуют изделия прессованием под нагрузкой 7-10 МПа, а твердение осуществляют 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. 1 табл.

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

Известен способ получения жаростойкого бетона, заключающийся в приготовлении вяжущего, подготовке заполнителя, приготовлении бетонной смеси, формовании изделий и их тепловой обработки [Тотурбиев Б.Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций. – М.: Стройиздат., 1988. – 208 с.: ил. – ISBN 5-274-00161-0, с.176-180].

Недостатками способа являются многокомпонентность бетонной смеси, необходимость предварительного измельчения каждого из трех компонентов вяжущего с последующим совместным их помолом, что требует использования энергоемкого оборудования: дробилок, мельниц и в конечном счете приводит к усложнению всего процесса и удорожанию готовой продукции.

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.].

Недостатком описываемого способа являются относительно невысокие показатели жаростойкости строительного материала.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением является повышение качества бетона.

Технический результат – повышение жаростойкости бетона.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ получения жаростойкого бетона включает 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 Мкр=4,9-4,0 при следующем соотношении фракций:

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, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

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.

Пример. Образцы бетона готовились следующим образом. Зола-унос первого поля перемешивалась с отсевом от дробления диабаза с насыпной плотностью =1572 кг/м³ и модулем крупности Мкр=4,3. После этого все затворялось жидким стеклом из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью =1,42 г/см³. При этом для получения жидкого стекла использован микрокремнезем с насыпной плотностью р=240 кг/м³ и содержащий высокодисперсные кристаллические частицы графита и -модификации карбида кремния в количестве 12%. Смесь золы, отсева от дробления диабаза и жидкого стекла перемешивалась в бетоносмесителе принудительного действия в течение 3-4 мин. Формование образцов производилось прессованием под нагрузкой 8 МПа. Твердели образцы в камере тепловлажностной обработки при температуре 80-85°С по режиму 1+3+3+3 часа. После этого образцы распалубливались и выдерживались сначала в течение 15 суток в воде, а затем в течение последующих 15 суток – в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°С. После этого часть образцов подвергалась испытанию на прочность, а остальные образцы подвергались испытаниям на жаростойкость. Испытания на жаростойкость осуществлялись следующим образом. Для этого образцы помещались в сушильный шкаф, где при температуре 105±5°С находились в течение 48 часов. Затем высушенные образцы помещались в камерную электрическую печь. Скорость подъема температуры составляла 150°С/ч, выдержка при температуре 1000°С составляла 4 часа. Остывание образцов осуществлялось вместе с печью до комнатной температуры. Жаростойкость оценивалась по остаточной прочности. Аналогично изготовлены и испытаны образцы еще двух составов. Предлагаемые составы и результаты испытаний представлены в таблице.

Таблица
п/п	Свойства жидкого стекла	Состав смеси, мас.ч., %	Жаростойкость бетона по остаточной прочности (Rocт), %
Силикатный модуль	Плотность, г/см3	Зола-унос	Жидкое стекло	Отсев диабаза
1	1	1,38	23,1	30,0	46,9	125
2	1	1,40	27,3	22,1	50,6	105
3	1	1,42	35,2	27,0	37,8	98

Анализ полученных данных показывает, что по предлагаемому способу получены жаростойкие бетоны, так как остаточная прочность образцов, испытанных при температуре 1000°С, достаточно высока и составляет от 98 до 125%.

Жаростойкость предлагаемого бетона обусловлена достаточно высокой термической стойкостью и прочностью используемых материалов – золощелочного вяжущего и диабазового заполнителя. Кроме того, высокое содержание в жидком стекле их микрокремнезема высокодисперсных кристаллических частиц графита и -модификации карбида кремния, обладающих высокой термической стойкостью, также способствуют увеличению жаростойкости предлагаемого бетона. Увеличение жаростойкости бетона после выдерживания пропаренных образцов в течение 15 суток в воде и последующих 15 суток – в воздушно-сухих условиях при температуре 15-25°С связано с продолжающимися процессами структурообразования золощелочного вяжущего – формированием цеолитоподобных минералов (известно, что этот процесс достаточно длительный). И, наконец, способ формования бетона также влияет на его жаростойкость. При прессовании образцов под нагрузкой 7-10 МПа удается получить более плотную и слитную структуру бетона, способную противостоять воздействию высоких температур.

Формула изобретения

Способ получения жаростойкого бетона, включающий дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий и их твердение с последующим комбинированным выдерживанием изделий, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используется отсев от дробления диабаза с насыпной плотностью 1565-1580 кг/м³ и модулем крупности Мкр=4,0-4,9 при следующем соотношении фракций:

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 р=1,38-1,42 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

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 ч 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.