Сырьевая смесь для изготовления цветного бетона

 

Сущность изобретения: сырьевая смесь для изготовления цветного бетона содержит, % : молотую известь-кипелку 4,0 - 10,0%; молотый кварцевый песок 4,0 - 10,0% ; молотый шлак 0,5 - 8,0%; кварцевый песок 32,0 - 52,0%; портландцемент 0,5 - 5,0; молотая горелая порода из отвалов терриконников шахт 20,0 - 48,0% ; железосодержащий шлам аспирации и гидрослива подбункерных помещений доменного цеха 0,1 - 3,0; вода остальное. Прочность цветного бетона 30,6 - 33,9 МПа, атмосферостойкость 1920 - 205 циклов. 2 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления цветного бетона.

Известна сырьевая смесь, включающая, мас,%: Портландцемент 8,7 Известковое тесто 20,0 Хлористый натрий 1,3 Сурик железный 3,3 Вода Остальное Недостатком такой композиции является ее низкая поверхностная прочность, недостаточная цветоустойчивость и долговечность. Кроме того, довольно сложная технология нанесения такой композиции требует дополнительного расхода олифы для создания требуемой микроструктуры поверхности стены.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сырьевая смесь, включающая, мас.%: Молотая известь кипелку 25-30 Молотый шлак 13-18 Молотый кварцевый песок 25-28 Кварцевый песок 30-35 Жидкое стекло 2,6-5,9 Оксид магния 3,1-4,4 Целью изобретения является повышение цветоустойчивости, прочности и интенсивности плотности тока.

Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления цветного бетона, включающая молотую известь - кипелку, молотый кварцевый песок, молотый шлак, кварцевый песок и воду, содержит дополнительно портландцемент, молотую горелую породу из отвалов терриконников шахт и железосодержащий шлам аспирации и гидрослива подбункерных помещений доменного цеха при следующем соотношении компонентов, мас.%: Молотая известь-ки- пелка 40,0-10,0 Молотый кварцевый песок 4,0-10,0 Молотый шлак 0,5-8,0 Кварцевый песок 32,0-52,0 Портландцемент 0,5-5,0 Молотая горелая порода 20,0-40,0 Железосодержащий шлам 0,1-3,0 Вода Остальное Приготовление сырьевой смеси и формование изделий из цветного бетона осуществляют по традиционной технологии.

Предлагаемый цветной бетон готовят следующим образом.

Перемешивают исходные компоненты в лабораторном бетоносмесителе, последовательно дозируя и загружая в него молотые ингредиенты, входящие в состав вяжущих (известь-кипелку, кварцевый песок, шлак, горелую породу), а затем в барабан смесителя дополнительно загружают немолотый кварцевый песок и пигмент совместно с водой затворения.

Затем из полученной сырьевой смеси формуют изделия и подвергают ТВО в автоклаве. После автоклавной обработки изделия испытывали по стандартной методике для определения их физико-технических и эксплуатационных показателей, которые приведены в табл. 2.

Использование в качестве пигмента железосодержащих отходов (ЖСО) позволяет получить качественные характеристики известного бетона за счет того, что добавка ЖСО способствует сохранению в бетонной смеси оптимального количества жидкой фазы, необходимой для гидратации цемента, и активизирует алюминатные и силикатные компоненты, составляющие цементный клинкер. Наличие дополнительного количества низкоосновных гидросиликатов, гидроалюминатов и гидрогранатов способствует улучшению физико-технических характеристик цветного бетона, что положительно сказывается на повышении его прочностных и эксплуатационных характеристик (морозостойкости, атмосферостойкости, водостойкости и др.).

Для экспериментальной проверки заявляемой сырьевой смеси и цветного бетона на ее основе были подготовлены шесть серий контрольных составов, три из которых показали оптимальные результаты (см. табл. 1).

В качестве сырьевых материалов использовали: известь-кипелка молотая активностью не менее 75% Велико-Анадольского завода (Донбасс), удовлетворяющая требованиям ГОСТа 9179-77 "Известь строительная". ТУ, кварцевый песок Краснолиманского месторождения (Донецкая обл. ) с модулем крупности М_кр = 0,9-1,1, удовлетворяющий требованиям ГОСТа 8736-85 "Песок для строительных работ". ТУ, горелая порода из отвалов терриконников шахт Донбасса насыпной плотностью _о^н = 910 кг/м³ (900), прочностью при сдавливании в цилиндре _сд.ц = 2,65 МПа (250); шлак молотый Донецкого металлургического завода насыпной плотностью S_o^н = = 1100 кг/м³ с удельной поверхностью S = =2000 см²/г, удовлетворяющий требованиям ГОСТа 3476-74; портландцемент М-400 Амвросиевского цемкомбината, удовлетворяющий требованиям ГОСТа 10178/85^*; пигмент ЖСО (железосодержащие отходы) Донецкого металлургического завода; вода питьевая, удовлетворяющая требованиям ГОСТа 23732-79, пригодная для приготовления бетонов и растворов.

Железосодержащие отходы (ЖСО) образуются в виде шламов в гидроциклонах и скрубберах при очистке газов, а также в результате аспирации и гидросмыва. Шламы аспирации и гидросмыва подбункерных помещений доменного цеха имеют следующий химсостав, мас.%: Кремнезем (SiO₂) 8,82 Глинозем (Al₂O₃) 0,13 Оксид железа (Fe₂O₃) 63,85 Закись железа (FeO) 16,80 Закись марганца (MnO) 0,19 Оксид кальция (CaO) 4,65 Оксид магния (MgO) 1,09 Фосфор (P) 0,030 Сера (S) 0,183 Углерод (С) 0,40 п.п.п. 3,857 Итого 100,0 Содержание железа (Fe) в шламе составляет - 57,75%, которое находится в шламе в различных формах и соединениях (Fe₂O₃, FeO).

Компоненты, входящие в состав вяжущих, предварительно измельчают шаровой мельнице путем совместного помола (известь-кипелка, горелая порода, кварцевый песок и шлак). Затем готовят сырьевую смесь, состоящую из вяжущего и немолотого кварцевого песка, в которую дополнительно вводят пигмент (ЖСО) совместно с водой затворения. Составы сырьевых смесей приведены в табл. 1.

Из сырьевых смесей прессованием или вибрированием готовят контрольные образцы. Удельное давление прессования принималось в пределах Р = 16,0... 20,0 МПа, что обеспечивает получение качественного сырца.

Затем опытные образцы подвергали автоклавированию при давлении Р = 0,8 МПа по режиму: 246,5 + 1,5 в течение 10 ч. После ТВО контрольные образцы испытывали по стандартной методике. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Использование в предлагаемой сырьевой смеси в качестве пигмента ЭСО (железосодержащих отходов) позволяет повысить прочность цветного бетона в 6,45-9,68 раз, морозостойкость в 6,66-10,0 раз, атмосферостойкость в 7,0-8,0 раз.

Кроме того, за счет использования отходов промышленности решается экологическая проблема и существенно улучшаются качественные показатели и долговечность цветного бетона, что позволяет получить высокий технико-экономический эффект.

Использование предлагаемой сырьевой смеси для изготовления цветного бетона, по сравнению с прототипом, позволяет значительно расширить сырьевую базу за счет использования отходов (горелой породы и железосодержащих отходов) и получить значительный экономический эффект за счет применения безотходных ресурсов и энергосберегающей технологии в народном хозяйстве.

Использование заявляемого изобретения позволяет повысить:
прочностные характеристики цветного бетона в 6,45-9,68 раз,
морозостойкость - в 6,66-10,0 раз,
атмосферостойкость - в 7,0-8,0 раз.

Кроме того, расширяется сырьевая база и положительно решается экологическая проблема за счет использования отходов промышленности.

Формула изобретения

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦВЕТНОГО БЕТОНА, включающая молотую известь-кипелку, молотый кварцевый песок, молотый шлак, кварцевый песок и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения цветоустойчивости, прочности и интенсивности плотности тока, она содержит дополнительно портландцемент, молотую горелую породу из отвалов терриконников шахт и железосодержащий шлам аспирации и гидрослива подбункерных помещений доменного цеха при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Молотая известь-кипелка 4,0 - 10,0
Молотый кварцевый песок 4,0 - 10,0
Молотый шлак 32,0 - 52,0
Кварцевый песок 0,5 - 5,0
Портландцемент 0,5 - 5,0
Молотая горелая порода из отвалов терриконников шахт 20,0 - 48,0
Железосодержащий шлам аспирации и гидрослива подбункерных помещений доменного цеха 0,1 - 3,0
Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2