Состав для получения зольного пенобетона и способ его приготовления

(51) 04 38/02 (2006.01) 04 40/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ М 500, золошлаковые отходы ТЭЦ, пенообразующую добавку и воду, в качестве кремнеземистого компонента содержит золошлаковые отходы ТЭЦ, в качестве пенообразующей добавки пенообразователь ПБ-2000 и дополнительно гиперпластификатор 51 при следующем соотношении компонентов, мас.цемент 19-24 золошлаковые отходы ТЭЦ 52-57 пенообразователь ПБ-2000 0,17-0,2 гиперпластификатор 51 0,25-0,35 вода - остальное. Способ приготовления состава для получения зольного пенобетона включает совместный помол сухих компонентов - цемента и кремнеземистого компонента, их перемешивание и затворение водным раствором гиперпластификатора 51 для получения пластично-вязкой сырьевой смеси с введением пенообразующей добавки,дополнительно осуществляют аэрацию сжатым воздухом и в качестве пенообразующей добавки используют пенообразователь ПБ-2000, причем перемешивание пластично-вязкой сырьевой смеси ведут со скоростью 80-150 об/мин в течение 3-5 мин.(72) Ибрагимов Алмаз Турдуметович Ибрагимов Тахир Алмазович Марков Александр Павлович Литвинов Александр Сергеевич(73) Акционерное общество Алюминий Казахстана(54) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗОЛЬНОГО ПЕНОБЕТОНА И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности, к составам для получения бетонов, и может быть использовано в производстве стеновых конструкционных и теплоизоляционных изделий. Техническим результатом является максимальная утилизация в зольном пенобетоне золошлаковых отходов ТЭЦ, повышение прочности изделий из заявляемого состава. Состав для получения зольного пенобетона,включающий цемент, например, портландцемент 20319 Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности, к составам для получения бетонов, и может быть использовано в производстве стеновых конструкционных и теплоизоляционных изделий. Известен состав сырьевой смеси для ячеистого бетона, используемый на Кишеневском комбинате строительных материалов. (Горяйнов К.Э. Технология теплоизоляционных материалов и изделий. - М. Стройиздат, 1982, с. 219), включающий, мас.цемент 54,8 золу ТЭС в качестве кремнеземистой добавки 3,4 пассивированную алюминиевую пудру 0,04 депассиваторы пудры мыло хозяйственное 0,01 и поверхностно-активное вещество 0,09 воду 40. В указанной сырьевой смеси не используется в полной мере отвальная зола ТЭЦ, изготовленный бетон имеет низкую прочность. Известен способ получения неавтоклавного зольного ячеистого бетона (патент РФ 2134250,Мкл. С 04 В 40/00, опубл. 1997 г.), который заключается в приготовлении пластично-вязкой сырьевой смеси, насыщении ее газовой средой в процессе вспучивания или вспенивания, причем зольный заполнитель, входящий в состав сырьевой смеси, предварительно активируют путем его перемешивания с водой затворения в бетоносмесителе с частотой вращения рабочего органа 500-700 об/мин в течение 1-5 мин. Оптимальное время активации определяют по максимальной высоте осадка в отстое активированной зольной суспензии или максимальному водородному показателю рН той же суспензии. Однако известный способ получения зольного ячеистого бетона характеризуется большими затратами времени, трудоемок, требует специального смесительного оборудования, поэтому не всегда может быть реализован в условиях строительной площадки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является состав, описанный в способе получения зольного ячеистого бетона (патент РФ 2134250, Мкл. С 04 В 40/00, опубл. 1997 г.), который включает, мас. цемент 27,1 зола ТЭЦ-4 27,1 известь 13,6 алюминиевая пудра 0,11 вода - остальное. В сырьевую смесь вводят также ускоритель тверденияхлористый кальций в количестве 2-3 от массы цемента,что позволяет обеспечить твердение изделий в нормальных условиях (без пропаривания). Достоинством известного состава является возможность получения ячеистого бетона, удовлетворяющего требованиям существующего стандарта, на основе использования отвальной золы ТЭЦ без автоклавирования изделий. Однако необходимость введения в известный состав большого количества извести в качестве щелочной добавки, способствующей процессам газообразования и вспучивания сырьевой смеси для получения ячеистого бетона, увеличивает стоимость данного состава и не позволяет в наиболее полной мере использовать такой массовый отход промышленности как отвальную золу ТЭЦ в производстве строительных материалов. 2 Наиболее близким по заявляемой сущности и достигаемому результату является способ получения неавтоклавного зольного ячеистого бетона (патент РФ 2168485, Мкл. С 04 В 38/02, 40/00, опубл. 2001 г.), включающий приготовление пластично-вязкой сырьевой смеси из цемента, отвальной золы ТЭЦ,щелочной добавки и ускорителя твердения, добавки газообразователя - алюминиевой пудры и воды затворения с предварительным активированием отвальной золы ТЭЦ, вспучивание сырьевой смеси,твердение при пропаривании или в нормальных условиях, активирование отвальной золы ТЭЦ производят в процессе совместного помола всех сухих компонентов сырьевой смеси. В смесь всех сухих компонентов перед помолом вводят химическую водопонижающую добавку - суперпластификатор С-3. Однако использование указанного суперпластификатора не позволяет максимально снизить водотвердое отношение в сырьевой смеси и увеличить конечную прочность зольного пенобетона. Одной из главных задач изобретения является разработка состава для получения зольного пенобетона на основе использования золошлаковых отходов ТЭЦ без автоклавирования изделий,возможность приготовления этого состава в построечных условиях, на небольших предприятиях Техническим результатом является максимальная утилизация в зольном пенобетоне золошлаковых отходов ТЭЦ, повышение прочности изделий из заявляемого состава. Поставленная задача решается тем, что состав для получения зольного пенобетона, включающий цемент, например, портландцемент М 500, кремнеземистый компонент, пенообразующую добавку и воду, в качестве кремнеземистого компонента содержит золошлаковые отходы ТЭЦ, в качестве пенообразующей добавки - пенообразователь ПБ 2000 и дополнительно гиперпластификатор 51 при следующем соотношении компонентов, мас. цемент 19-24 золошлаковые отходы ТЭЦ 52-57 пенообразователь ПБ-2000 0,170,2 гиперпластификатор 51 0,25-0,35 вода - остальное. Поставленная задача решается также тем, что в способе, включающем совместный помол сухих компонентов - цемента и кремнеземистого компонента, их перемешивание и затворение для получения пластично-вязкой сырьевой смеси с введением пенообразующей добавки, затворение осуществляют водным раствором гиперпластификатора 51, дополнительно осуществляют аэрацию сжатым воздухом и в качестве пенообразующей добавки используют пенообразователь ПБ-2000, причем перемешивание пластично-вязкой сырьевой смеси ведут со скоростью 80150 об/мин в течение 3-5 мин За счет тонкого измельчения и дезагрегирования частиц золы в процессе совместного помола сухих компонентов сырьевой смеси увеличивается удельная поверхность частиц сырьевой смеси, что позволит частично вовлечь золошлаковые отходы ТЭЦ в процесс твердения зольного пенобетона. При 20319 этом совместный помол сухих компонентов гарантирует получение однородной сырьевой смеси,так как мельница выполняет одновременно с помолом роль эффективного смесителя. Поэтому заявляемый состав для получения зольного пенобетона и предлагаемый способ его приготовления за счет небольшого числа компонентов сырьевой смеси, их однородного распределения в процессе совместного сухого помола, одновременного дезагрегирования зольного заполнителя, а также небольшого количества технологических операций приготовления состава обеспечивают достаточно простую и надежную технологию производства конструкционных и теплоизоляционных материалов в построечных условиях, на небольших предприятиях. При этом оптимальное количество портландцемента в сырьевой смеси находится на уровне 1924 мас., снижение или увеличение его содержания может привести к снижению прочностных свойств изделий или к удорожанию производства,золошлаковые отходы ТЭЦ являются заполнителем и участвуют в процессе твердения. За счет введения в воду гиперпластификатора 51 достигается низкое водо-твердое отношение (В/Т), что обеспечивает высокие прочностные свойства зольного пенобетона в более ранние сроки, а также увеличивает его окончательную прочность. Гиперпластификатор 51 - добавка нового поколения - значительно уменьшает количество необходимой воды для затворения. Введение в пластично-вязкую смесь пенообразователя одновременно с аэрацией сжатым воздухом обеспечивает процесс вспучивания смеси. Наличие в составе относительно небольшого количества пенообразователя и пластификатора,способствующих процессам пенообразования, упрощает состав для получения зольного пенобетона. Кроме того, введение в состав пенообразователя и пластификатора способствует ускорению процесса твердения. Лучший вариант осуществления изобретения. Для получения зольного пенобетона использовались составы на основе бездобавочного портландцемента М 500, золошлаковых отходов ТЭЦ АО Алюминий Казахстана, пенообразователя ПБ-2000, гиперпластификатора 51 и воды. Предлагаемые составы сырьевой смеси приведены в таблице 1. Таблица 1 Соотношение компонентов в смеси, массСостав 1 Состав 2 Состав 3 Прототип 24 21,5 19,0 27,1 52 54,5 57,0 27,1 13,6 0,11 0,2 0,18 0,17 0,25 0,3 0,35 23,55 23,52 23,48 32,09 0,310 0,309 0,309 0,473 Наименование Портландцемент Золошлаковые отходы ТЭЦ Известь Алюминиевая пудра Пенообразователь ПБ-2000 Гиперпластификатор -51 Вода В/Т (водо-твердое отношение) В соответствии с предлагаемым способом приготовления указанных составов сухие компоненты сырьевой смеси дозировали и измельчали до получения однородной смеси. Гиперпластификатор 51 растворяли во всем количестве воды. Затем смесь сухих компонентов затворяли водным раствором пластификатора и перемешивали в течение 3-5 минут до получения пластично-вязкой сырьевой смеси с помощью миксера при 80-150 об/мин, при перемешивании в емкость со смесью подавали пенообразователь и дополнительно проводили аэрацию сжатым воздухом. Приготовленную пластично-вязкую смесь заливали в формы 101010 см и образцы оставляли длясостава твердения при комнатной температуре. Через 12-18 часов образцы помещались на гидротермальную обработку при температуре 80-85 С по режиму 2-42, где 2 - время набора до заданной температуры, ч 4 - изотермическая выдержка при заданной температуре, ч 2 - время остывания до комнатной температуры,ч. Затем образцы высушивали до постоянной массы при 105-110 С, взвешивали и испытывали на прочность при сжатии. Результаты испытаний образцов приведены в табл. 2. Таблица 2 Марка по Прочность при сжатии, МПа плотности Среднее Класс по значение прочности 800 7,2 В 5 900 8,1 В 5 1000 9,8 В 7,5 1100 10,3 В 7,5 1200 13,2 В 10 500 1,07 В 0,75 3 20319 Данные табл. 2 показывают, что предлагаемые составы и способ их приготовления позволяют получать зольные пенобетоны, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 25485-89 в широком диапазоне прочности и плотности для бетонов неавтоклавного твердения. Изобретение простое при осуществлении и может быть реализовано на существующем оборудовании. Экспериментальная проверка предлагаемого состава для получения зольного пенобетона и способа его приготовления доказала промышленную применимость данного изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Состав для получения зольного пенобетона,включающий цемент, например портландцемент М 500, кремнеземистый компонент, пенообразующую добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве кремнеземистого компонента используют золошлаковые отходы ТЭЦ, в качестве пенообра зующей добавки - пенообразователь ПБ-2000 и дополнительно гиперпластификатор 51 при следующем соотношении компонентов, мас. цемент 19-24 золошлаковые отходы ТЭЦ 52-57 пенообразователь ПБ-2000 0,17-0,2 гиперпластификатор 51 0,25-0,35 вода остальное 2. Способ приготовления состава по п.1,включающий совместный помол сухих компонентов- цемента и кремнеземистого компонента, их перемешивание и затворение для получения пластично-вязкой сырьевой смеси с введением пенообразующей добавки, отличающийся тем, что затворение осуществляют водным раствором гиперпластификатора 51, дополнительно осуществляют аэрацию сжатым воздухом и в качестве пенообразующей добавки используют пенообразователь ПБ-2000, причем перемешивание пластично-вязкой сырьевой смеси ведут со скоростью 80-150 об/мин в течение 3-5 мин.