Бетон получаемый при добавлении газообразователя

Обновлено: 02.05.2024

Повышение качества ячеистобетонных изделий путем использования комплексного Газообразователя

Эксплуатационные свойства изделий из ячеистого бетона, полученного с использованием газообразователя, в значительной степени определяются характером пористости межпоровых. Традиционный газообразователь — алюминиевая пудра в сырьевой смеси реагирует с гидроксильным ионом, и выделяется водород. Этот процесс совмещается с изменением реологических характеристик бетонной смеси, что приводит к образованию напряжений в массе, а затем трещин в межпоровых перегородках бетона. Количество дефектов зависит от средней скорости образования массы газа. Возникновение и развитие внутренних напряжении бетона детально изучены в Рижском политехническом институте. Установлено, что чем меньше эта скорость, тем чиже абсолютная величина напряжения, возникающего в межпоровой перегородке бетона. В этом случае вероятность образования дефектов уменьшается.

Вспучивание смеси осуществляется за счет применения алюминиевой рудой ПАП-1 (ГОСТ 5494—71). Процесс порообразования регулируют, изменяя расход пудры и назначая соответствующие температурные параметры смеси, что однако недостаточно для получения бездефектных межпоровых перегородок.

В НИИСМИ разработан газообразователь для ячеистого бетона с регулируемой скоростью образования массы газа, который представляет собой смесь алюминиевой пудры и дисперсного ферросилиция. Каждый компонент смеси является газообравователем, но имеет собственную скорость образования массы газа и абсолютную массу полученного газа клея правильной (формой, а внутрепян поверхность имеет плотный глянцевый вид. Как правило, размер этил пор пс превышает I мм и на внутренней поверхности нет линзообразных грешив, которые характерны для межпоровых перегородок в обычном бетоне.

Для отработки технологических -параметров производства бетона и определения требуемого соотношения компонентов газообразователя выполнены не следования свойств ячеистого бетона на традиционном и комплексном газо- образователях. Установлено, что для сырья, например Белгброд-Днестровского экспериментального завода ячеистых бетонов и изделий, соотношение алюминиевой пудры ПАП-1 и ферросилиция ФС-75 с тонкостью помола 5000 см2/г находится в пределах от 1:4 до 1:1. Общий расход комплексного газообразователя 0,25—0,86 кг на 1 и3 бетона плотностью 500—800 кг/м3. В таблице приведены сравнительные данные бетона плотностью 600 кг/м3, полученного из смешанного вяжущего на традиционном и комплексном гззообразователях.

Испытания проводили по методикам, предусмотренным ГОСТ 12852—77 «Бетон ячеистый. Методы испытаний». Исключение составили испытания па морозостойкость, где циклические воздействия проводили до разрушения образцов. Образцы отбирали из бетона, полученного в заводских условиях. Результаты испытаний контрольного бетона соответствуют фактическому уровню показателей на заводе на период проведения работ.

Увеличение прочности, некоторое уменьшение теплопроводности, водопоглощения и существенное улучшение морозостойкости объясняется двумя факторами: изменением характера пористости бетона и кристаллической структурой межпоровых перегородок бетона. Установлено, что дисперсный ферросилиций существенно (на II 15%) увеличивает объем пор размером 0,1—1 мм, а форма макропор у бетона с ферросилицием ближе к сфере. Обь- ем капиллярных и сорбционных пор существенно уменьшается. Так. по данным ртутной порометрии. у бетона плотностью 600 кг/м3 объем пор радиусом менее 10 5 см составил при комплексном газообразователе 0,17, при традиционном 0,22 см3/г. Эти данные совпадают с исследованиями капиллярной конденсации методом сорбции водяных паров.

Исследование кристаллической структуры каркаса бетона петрографическим, дифференциально-термическим и электронно-микроскопическим методом показало, что наличие свободного кремния, полученного после диссоциации (ферросилиция, создает условия для формирования низкоосновных гидросиликатов типа тоберморнта. На рис. 2 показана микрофотография зоны растворения ферросилиция и игольчатые кристаллы тоберморитового типа.

При просмотре поверхности среза бетона под микроскопом такие зоны визуально наблюдаются и.а определенном расстоянии друг от друга. Их количество и плотность расположения зависят от степени дисперсности исходного ферросилиция, его количества и гомогенности исходной смеси. Эти упрочненные зоны в срезе бетонной поверхности в сочетании с обычной структурой бетона напоминают конгломератную систему, в которой разнородные и разнопрочные включения синтезированы единовременно.

Новый газообразователь внедряли па Белгород-Днестровоиом экспериментальном заводе ячеистых бетонов и изделий. Внедрению предшествовала разработка нормативных документов: технических условий ТУ 21 УССР 296—80 Ферросилиций порошкообразный и «Методических рекомендации по применению газообразователя ФС — регулятора процесса порообразования в ячеистых бетонах. Исходным сырьем для порошкообразного ферросилиция является товарный ферросилиций раскислитель в металлургической промышленности. Отпускная цена порошка ФС после его помола до удельной поверхности 4000—6000 см2/г в 3—5 раз меньше пудры ПАП-1. Для производства порообразователя пригоден (ферросилиций марок ФС-65 и ФС-75. В условиях завода порообразователь вводили в состав алюминиевой суспензии, приготовленной соответственно «Инструкции по приготовлению изделий из ячеистого бетона» СН 277—80. Во втором варианте порошкообразный ферросилиций ФС вводили в мельницу сухого помола известково-песчаного вяжущего.

Комплексный газообразователь положительно повлиял на свойства бетона. Изменения основных показателей соответствовали данным предварительных лабораторных исследований,. Способ ввода ферросилиция в смесь не оказал существенного влияния на показатели свойств бетона. Однако однородность показателей выше при втором варианте. Всего выпущено 4200 м3 изделий в виде мелких блоков из ячеистого бетона, крупных блоков для домов серии 126, панелей серии ИИ-04-5УК и 1-432-5. Изделия использованы для строительства ряда объектов промышленного и жилищно- гражданского строительства. Организованы натурные наблюдения.

Разработана программа внедрение нового газообразователя па Славут ском. Сумском, Николаевском завода. ячеистых бетонов Минстройматериалов УССР. Экономический эффект обусловлен повышением марочности бетона и составляет 2,3 р. на 1 м3 изделий. Дальнейшие исследования направлены на использование в качестве компенентов комплексной газообразователя различных ферросплавов на основе и отходов производства этих продух тов.

Способ получения алюминиевого газообразователя для производства пористого бетона

Изобретение относится к металлургии алюминия, более конкретно к области получения газообразователей, состоящих из смеси алюминиевых частиц с жидкой фазой, содержащей поверхностно-активные вещества, в частности гидрофильные добавки. Технический результат: создание простого и высокопроизводительного способа производства алюминиевого газообразователя. Способ получения алюминиевого газообразователя для производства пористого бетона, состоящего из смеси алюминиевого порошка, уайт-спирита и неионогенного поверхностно-активного вещества, включает операцию сухого размола алюминиевого порошка, причем полученную в результате размола пудру вначале смешивают с уайт-спиритом до соотношения Т: Ж = 1:(1-4), а затем сгущают до содержания твердых частиц не менее 50%. Поверхностно-активное вещество, в качестве которого, в частности, используют ОП-7 или ОП-10 в количестве 1-4% от веса пудры, могут вводить в уайт-спирит перед смешиванием с пудрой. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к металлургии алюминия, более конкретно к области получения газообразователей, состоящих из смеси алюминиевых частиц (порошков, пудр) с жидкой фазой, содержащей поверхностно-активные вещества (ПАВ), в частности гидрофильные добавки.

Известны способы получения алюминиевых газообразователей в виде паст, получаемых методом смешивания алюминиевой пудры с водным раствором, содержащим ингибиторы коррозии алюминия - хромпик (К₂Сr₂O₇), соли лигносульфоновых кислот, сульфитный щелок и другие 3.

Указанные способы заключаются в простом смешивании пудры с водным раствором и обеспечивают получение газообразователей, обладающих способностью диспергироваться в воде. Такие пасты находят применение в строительной промышленности для получения пористых бетонов, в лакокрасочной промышленности в качестве пигмента водных красок и т.д.

Недостатками известных способов и состава получаемых газообразователей являются низкая стабильность водных паст во времени при колебании состояния окружающей среды и условий хранения (температуры, влажности и т.п.) Известен способ получения путем простого смешивания газообразователя [4] , содержащего до 84% алюминиевых частиц (например, алюминиевой пудры), от 2 до 6% триэтаноламина (ТЭА), 1-3% синтетических жирных добавок, например СЖК, и легирующие добавки металлов. Недостатком этого способа является необходимость использования дефицитных компонентов, их экологическая опасность, невысокая скорость вспучивания бетонной массы из-за сильной запассивированности частиц алюминия.

Известен способ получения диспергирующихся в воде паст [5], заключающийся в том, что при размоле алюминиевого порошка в среде жидких углеводородов (например, уайт-спирита) добавляется в количестве до 3% от веса исходного порошка кислотный анионоактивный смачиватель (или смесь подобных смачивателей), способный вступать в реакцию с жировыми покрытиями на поверхности частиц алюминия. Этот способ выбран нами за прототип предлагаемого способа.

Недостатком известного способа является низкая производительность мокрого размола, которая в несколько раз ниже сухого размола алюминиевых частиц в присутствии поверхностно-активных веществ, например стеарина.

Технической задачей настоящего изобретения является создание простого и высокопроизводительного способа производства алюминиевого газообразователя, который может быть реализован на заводах, производящих алюминиевые порошки и пудры.

Указанная техническая задача решается следующим образом. В способе получения алюминиевого газообразователя для производства пористого бетона, состоящего из смеси алюминиевого порошка, уайт-спирита и неионогенного поверхностно-активного вещества, включающем операцию сухого размола алюминиевого порошка, полученную в результате размола пудру вначале смешивают с уайт-спиритом до соотношения Т:Ж = 1:(1-4), а затем сгущают до содержания твердых частиц не менее 50%.

Поверхностно-активное вещество вводят в уайт-спирит перед смешиванием с пудрой.

В качестве поверхностно-активного вещества используют ОП-7 или ОП-10 в количестве 1-4% от веса пудры.

Примеры осуществления предлагаемого способа приведены ниже.

1. В первой серии опытов пигментную пудру ПАП-1, полученную сухим размолом и выпускаемую по ГОСТ 5494-71, с ППВ 7000 см 2 /г в количестве 1000 г смешивали с 2000 г уайт-спирита, содержащего от 1 до 4% ОП-7 от веса пудры. Смесь тщательно перемешивали, получая пасту с Т:Ж 1:2. Затем пасту подвергали центрифугированию с целью отделения части жидкой фазы до содержания в пасте твердых частиц 50-55%. Полученный продукт представлял собой гидрофильную сметанообразную, а при содержании твердых частиц 65-75% и подсушивании - комкованную легко рассыпающуюся массу.

2. Во второй серии опытов порошок вторичного алюминия размалывали в шаровой мельнице в присутствии стеариновой кислоты (3% от Аl). Полученную пудру смешивали с уайт-спиритом, содержащим от 1 до 4% ОП-10 от веса пудры, до пастообразного состояния Т:Ж = 1, затем пасту подвергали центрифугированию до содержания твердых частиц 60-65%, а затем подсушивали на воздухе до содержания твердых частиц 80-90%. Продукт представлял собой скомкованную массу, легко рассыпающуюся на отдельные комки, непылящую. Насыпной вес 1,3 г/см 3 . При добавлении в воду паста легко диспергируется, образуя равномерно распределенную в воде суспензию.

В 1-й и 2-й сериях опытов содержание поверхностно-активных веществ (ПАВ) изменяли в пределах от 0,5 до 5% от веса исходной пудры. Опыты показали, что при содержании ПАВ ниже 1% от веса получаемая смесь обладала слабыми гидрофилизирующими свойствами и плохо диспергировалась в воде, при содержании ПАВ более 4% качество газообразователя практически не улучшается и повышение ПАВ экономически нецелесообразно.

Испытания в производстве ячеистого бетона показали, что такие пасты в качестве газообразователя ведут себя аналогично стандартным пудрам, но гидрофильны и взрывобезопасны и обеспечивают нормальные условия труда (не пылят, не выделяют вредных газообразных продуктов и т.д.).

Предлагаемый способ получения газообразователя опробован в лабораторном и опытно-промышленном масштабе.

Полученный газообразователь прошел испытания с положительными результатами.

Преимущества предлагаемого способа перед известными заключаются в - простоте аппаратурно-технологической схемы, в которой используется в основном существующее промышленное оборудование при производстве порошков и пудры (смесители, фильтр-прессы или центрифуги), - высокой производительности процесса сухого размола вместо малопроизводительного мокрого размола, - высоком качестве газообразователя (активность 90%), длительном сроке хранения (более 2-х лет), высокой степени диспергирования в воде.

Литература 1. А.С. СССР 777005, 1980, С 04 В 15/02.

2. А.С. СССР 1078820, 1984, С 04 В 15/02.

3. А.С. СССР 833746, 1981, С 04 В 15/02.

4. А.С. СССР 425872, 1974, С 04 В 15/02.

5. Патент Венгрии 154552, 1968.

1. Способ получения алюминиевого газообразователя для производства пористого бетона, состоящего из смеси алюминиевого порошка, уайт-спирита и неионогенного поверхностно-активного вещества, включающий операцию сухого размола алюминиевого порошка, отличающийся тем, что полученную в результате размола пудру вначале смешивают с уайт-спиритом до соотношения Т:Ж = 1:(1-4), а затем сгущают до содержания твердых частиц не менее 50 %.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поверхностно-активное вещество вводят в уайт-спирит перед смешиванием с пудрой.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют ОП-7 или ОП-10 в количестве 1-4% от веса пудры.

Прибор заполняют пеной из каждого замеса и спустя 1 час определяют следующие характеристики пены: осадку (по шкале сосуда 1), водоотделение (по шкале трубки 2) и кратность, т. е. отношение начального объема пены в сосуде 1 к объему водоотделения после полною разрушения всей пены.

Пена считается удовлетворительной, если через час ее осадка будет не более 10 мм, а водоотделение не более 80 см3. Кратность пены должна быть не менее 10.

Состав, давший лучшие показатели по характеристикам пены при наименьшем расходе пенообразователя, принимают за оптимальный для приготовления ячеистого бетона.

По типу химических реакций газообразующие вещества делятся на следующие группы:

Наибольшее распространение в качестве газообразователя и за рубежом получила алюминиевая пудра, которая, реагируя с известью или едким натрием, выделяет водород. Разработана и применяется также технология производства газобетона и газосиликата на перекиси водорода- пергидроле, который в щелочной среде известкового раствора разлагается, выделяя кислород.

За рубежом, кроме этих газообразователей, применяют патентованные препараты под названием «некаль» и «шима», а иногда пудры цинка, магния или кальция с известью, серную кислоту с известью, сернокислый алюминий с углекислым натрием (сода), известь с хлористым аммонием (нашатырь) и другие вещества и соединения.

Алюминиевый порошок. В зависимости от способа изготовления различают два вида алюминиевого порошка: чешуйчатый, приготовляемый путем раздавливания алюминия, и распыленный, получаемый посредством разбрызгивания расплавленного алюминия.

При производстве ячеистых бетонов предпочтение следует отдавать чешуйчатому порошку, потому что при прочих равных условиях он обеспечивает наибольшую скорость реакции газовыделения, так как зерна алюминия с чешуйчатой формой обладают большей удельной поверхностью.

В алюминиевом порошке должно быть не менее 96,2% металлического алюминия с удельным весом 2,1.

Для производства газобетона и газосиликата наиболее подходит алюминиевый порошок марок ПАК-2 и ПАК-3. Порошок должен обладать наибольшей равномерностью размеров зерен, так как от этого зависит равномерность газовыделения по всей массе раствора, а следовательно, и равномерность структуры готового газобетона или газосиликата.

Алюминиевый порошок, содержащий щелочные металлы, непригоден для производства ячеистых бетонов, так как в этом случае на поверхностях зерен алюминия оседает нерастворимый силикат алюминия, препятствующий реакции газообразования.

Пергидроль (раствор перекиси водорода) выпускается двух марок: «технический» и «медицинский». Обе марки представляют собой водный раствор, содержащий 27,5-31% перекиси водорода подвесу, и отличаются друг от друга пределами допустимых примесей. Так, примесь свободных кислот в пересчете на H2S04 в «медицинском» пергидроле допускается не более 0,43 гл, а в «техническом» не более 0,6 гл, нелетучего остатка соответственно 0,6 и 1,65 гл, остатка после прокаливания 0,25 и 0,55 гл, механических примесей (ворсинки, гидроокиси и фосфаты алюминия)-0,01 и 1 гл. Кроме того, в «медицинском» пергидроле не должно быть примесей мышьяка.

Для производства ячеистых бетонов допускается применение «технического» пергидроля.

Разложение 1 кг пергидроля сопровождается выделением 0,144 кг кислорода (около 130 л) и 700 ккалкг тепла.

Пергидроль транспортируется и хранится в цистернах или резервуарах из алюминия или из нержавеющей стали, а также в стеклянных бутылях емкостью 20-40 л. При соприкосновении с другими черными или цветными металлами он разлагается.

Перекись водорода следует хранить при температуре воздуха не выше 4-35° и не ниже-20°, предохраняя ее от прямого воздействия солнечных лучей.

При работе с пергидролем рабочие должны надевать защитные очки, резиновые сапоги и перчатки и прорезиненные фартуки.

При попадании пергидроля на кожу, во избежание ожога, его надо немедленно смыть водой. В случае ожога пораженный участок кожи промывается 2%-ным раствором соды, после чего белые пятна и болевые ощущения бесследно проходят.

Горючие материалы (дерево, стружка, солома, ветошь и др.), смоченные пергидролем, могут загореться. Для предотвращения их воспламенения пергидроль необходимо смыть водой.

В производстве ячеистых бетонов газообразователи, при перемешивании с другими компонентами растворов, равномерно распределяются по всей их массе, и в результате тех или иных химических реакций выделяют газ (водород, кислород и др.), который вспучивает раствор и придает ему необходимую пористость. Таким образом, реакции газовыделения играют первостепенную роль в производстве газобетона и газосиликата: скорость и интенсивность их протекания влияют на свойства получаемого ячеистого бетона.

В при производстве газобетона и газосиликата в качестве газообразователя применяется главным образом алюминиевая пудра. Химическая реакция между алюминием и известью протекает по следующему уравнению.

Объем, газа, выделяемого единицей газообразователя, так называемое «удельное газовыделение», зависит от многих факторов, в частности от тонкости алюминиевого порошка, его чистоты и др.

Поэтому расход газообразователя на 1 ж3, газобетона устанавливается в зависимости от удельного газовыделения и для алюминиевой пудры, проходящей через сито с 4 900 отвсм2 (№ 0085), составляет 0,2-0,6 кг.

При использовании алюминиевой пудры реакция газовыделения начинается не сразу после введения газообразователя, а через некоторое время, достаточное для тщательного перемешивания раствора и разлива его в формы. С наибольшей интенсивностью процесс газовыделения протекает через 5-10 мин. после перемешивания раствора и продолжается в течение 15-30 мин.

Процесс газовыделения не должен быть слишком медленным или очень бурным. И то и другое не обеспечивает получения газобетонных изделий с достаточно равномерной пористой структурой.

Алюминиевый порошок желательно вводить в раствор газобетона в виде водной суспензии или в смеси с каким-либо сухим компонентом для равномерного распределения его во всей ячеистой массе. Использование алюминиевой пудры в сухом виде может привести к получению неравномерной структуры газобетона и к перерасходу газообразователя.

Однако алюминиевый порошок очень трудно перемешивается с водой, так как он плавает на ее поверхности. Для устранения этого явления алюминиевую пудру следует предварительно прокалить в электропечи при температуре 180-200° в течение 4-6 час. Прокаливанием удаляется с поверхности частиц алюминия налет парафина, благодаря чему повышается качество газобетона.

При прокаливании следят за тем, чтобы максимальная толщина слоя порошка на противне не превосходила 15-20 мм. Вследствие того, что порошок легко сдувается и при этом может воспламениться, следует также следить за правильным температурным режимом печи и осторожно, без резких рывков, открывать и закрывать дверцы печи. Готовность порошка проверяют, всыпая его небольшими дозами в воду.

На реакцию газовыделения оказывает влияние также химический состав цемента.

В Швеции, Польше и в других странах предъявляют определенные требования к химическому составу цемента для производства газобетона. Содержание в цементе глинозема регламентируется в пределах 3-5%. Цемент должен содержать достаточное количество растворимых щелочей. Содержание хрома не должно превышать 0,1%. При этом чем меньше в цементе растворимых щелочей, тем меньше должно быть и хрома.

В случаях, когда цемент не удовлетворяет указанным требованиям, в раствор вводят едкий натрий (NaOH), который, соединяясь с алюминием, выделяет волород. Химическая реакция между алюминием и едким натрием происходит по следующему уравнению:

Количество едкого натрия, которое необходимо вводить в раствор, определяется опытным путем для каждого отдельного случая.

В ряде стран (Швеция, Польша и др.) при использовании в качестве газообразователя алюминия едкий натрий вводится в ячеистую смесь почти всегда. По данным зарубежных исследований, для приготовления 1 м3 газобетона с объемным весом 700 кгм3 требуется 0,5 кг алюминиевой пудры и 1,2-1,6 кг едкого натрия. При необходимости получения газобетона с меньшим объемным весом расход алюминия и едкого натрия соответственно увеличивают.

При использовании цемента с повышенным содержанием хрома в газобетонную смесь вводят железный купорос FeSO в виде водного раствора в количестве до 300 г на м3 газобетона.

Добавки, регулирующие реакцию газообразования, не всегда обеспечивают полное согласование этого процесса со сроками схватывания и твердения цемента. Для достижения такого согласования часто требуется воздействовать не только на газообразователь, но и на цемент путем введения замедлителей или ускорителей схватывания и твердения.

В качестве ускорителей схватывания и твердения в раствор вводят гипс, хлористый кальций, жидкое стекло. Для замедления схватывания в газобетон добавляют срезки газобетонного раствора, поднявшегося в результате вспучивания выше краев формы.

Применяемая в качестве газообразователя перекись водорода (пергидроль) при взаимодействии с цементом разлагается на воду и газообразный кислород.

Различные сорта цементов по-разному реагируют с пергидролем. Здесь так же, как и при алюминиевом газообразователе, встречается необходимость в регулировании процесса газообразования и сроков схватывания цемента. Для ускорения процесса газообразования применяется хлорная известь с 70% активного хлора. Химическая реакция между пергидролем и хлорной известью протекает по следующему уравнению:

При этом 1 г 27,5-31%-ного раствора перекиси водорода, разлагаясь, выделяет 200 см3 кислорода. В данном случае кроме кислорода выделяется также хлористый кальций (СаС12), который способствует ускорению процессов твердения цемента.

ячеистый бетон автоклавного твердения

Формула изобретения

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных ячеистых бетонов автоклавного твердения для гражданского и промышленного строительства.

Использование отходов производства, в частности золы или золошлаковых материалов, позволяет значительно удешевить производство ячеистых бетонов, способствует решению проблемы утилизации отходов и при этом уменьшает расход вяжущего, усадку бетона и повышает качество ячеистого бетона.

Среди недостатков упомянутого решения можно отметить: использование песка в качестве части кремнеземсодержащего компонента, а также более низкие показатели прочности и более высокую усадку в сравнении с газобетоном.

В качестве наиболее близкого аналога для заявляемого решения принят автоклавный газобетон производства Ступинского завода ячеистого бетона, в производстве которого не применяется кварцевый песок, а в качестве кремнеземсодержащего компонента использована зола, полученная в результате сжигания бурых углей Подмосковного бассейна (см. книгу М.Ю.Лещинский. Бетоны и растворы с применением золы ТЭС. серия Строительство и научно-технический прогресс 11/1988. М.: Знание, 1988, стр.26-27). Теплоизоляционный газобетон (плотностью 400 кг/м 3 ) согласно источнику содержит известково-зольное вяжущее, полученное путем совместного помола золы и извести, немолотую золу и газообразователь на основе алюминиевой пудры с добавкой сульфанола. Состав смеси для получения конструкционно-теплоизоляционного газобетона дополнительно содержит аглопоритовый заполнитель, гипс.

К недостаткам известного газобетона следует отнести невысокую морозостойкость, т.к. даже использование в качестве добавки к упомянутому составу цемента в количестве 100 кг на 1 м 3 бетона позволяет поднять морозостойкость изделий только до марки F50.

Задачей заявляемого изобретения является повышение качественных показателей ячеистого бетона автоклавного твердения на основе золы - отхода производства ТЭЦ, в частности - повышение его морозостойкости.

Цемент	24-27
Известково-зольная смесь (ИЗС)	14-21
Зола-унос	34-40
Указанный шлам	16-21
газообразователь	0,07-0,09

и воду (сверх 100% сухих компонентов) в количестве, соответствующем водотвердому соотношению В/Т=0,6-0,7.

Зола-унос - это материал, образующийся в результате сжигания углей в топках и осаждаемый из дымовых газов золоулавливающих устройств. Для заявляемого решения важно, что используют золу-унос электрофильтрового отбора, т.е. осажденную на электрофильтрах, или электрофильтровую золу, характеризующуюся определенным гранулометрическим составом, определяемым по остатку на сите № 008 (с размером отверстий 0,08 мм) не более 20%, и высоким содержанием оксидов кремния и алюминия.

Вышеприведенная совокупность существенных признаков позволяет получить новый положительный результат, а именно: значительно повысить морозостойкость изделий из автоклавного газобетона, при сохранении высоких прочностных и теплозащитных характеристиках. Так морозостойкость блоков, полученных на основе заявляемого автоклавного газобетона, соответствует 150 циклам (см. приведенные ниже примеры осуществления).

Морозостойкость зависит от поровой структуры бетона: равномерности распределения пор, отсутствия капиллярной пористости, структуры межпоровых перегородок.

Изделия, получаемые на основе заявляемого решения, характеризуются мелкопористой структурой с равномерно распределенными закрытыми порами, что во многом определяется использованием совокупности вяжущих в виде цемента и известково-зольной смеси, а также качественными показателями используемого кремнеземсодержащего компонента - золы, характеризующейся определенными химическим и гранулометрическим составами.

Существенное влияние на формирование пор оказывает также скорость отверждения бетона - темпы набора первоначальной прочности, что во многом определяется количеством используемого цемента.

Материал стенок-перегородок, образующих поры, состоит из цементного камня или близкого к нему гидросиликатного каркаса. Таким образом, структура межпоровых перегородок, определяющая показатель морозостойкости, также зависит от вида и количества используемого вяжущего.

Используемый кремнеземистый компонент, относящийся к кислым золам, отходам сжигания каменного угля, составляет 34-40% от общего количества смеси.

Еще одним существенным компонентом смеси является шлам, приготовленный из отходов резки газобетона и используемый в количестве 16-21 мас.%.

Использование шлама, с одной стороны, позволяет получить безотходное производство, а с другой - шлам является существенным компонентом смеси, выступающим в качестве как части вяжущего, так и в качестве части заполнителя.

Количество воды затворения оказывает влияние на прочность материала стенок пор, их структуру. Избыток воды способствует образованию капиллярной пористости, что снижает морозостойкость изделий. Таким образом, количество воды, охарактеризованное водотвердым соотношением (В/Т), также является существенным фактором, оказывающим влияние на морозостойкость получаемых изделий. В/Т=0,6-0,7 по отношению к заявляемому составу смеси, является оптимальным, позволяющим достичь высокой степени морозостойкости. При увеличении В/Т>0,7 морозостойкость и прочность ячеистого бетона снижаются.

На основании вышесказанного можно сделать вывод, что именно совокупность существенных признаков заявляемого решения: состав смеси и количественные соотношения компонентов, вид и качественные характеристики используемой золы и других компонентов смеси, обеспечивают получение синергетического эффекта в виде повышенной морозостойкости газобетонных изделий. Так испытаниями независимой лаборатории подтверждено, что ячеистый бетон, получаемый согласно заявляемой смеси, имеет морозостойкость 150 циклов (F150).

Вместе с тем, заявляемый ячеистый бетон отличается высокими темпами набора первоначальной прочности, высокими прочностными и теплозащитными показателями.

Для изготовления ячеистого бетона используют:

- известь комовую, измельченную в роторной дробилке до размера 5-10 мм,

- алюминиевую пудру, например ПАП -1 или ПАП-2.

Цемент и известь, зола и алюминиевая пудра доставляются автомобильным или железнодорожным транспортом и хранятся на складе. Известково-зольная смесь и алюминиевая суспензия готовятся на месте производства.

Компоненты ячеистобетонной смеси дозируют в смеситель согласно заданной рецептуре. В таблице 1 приведены базовые составы для приготовления ячеистобетонной смеси (в процентном соотношении массовых частей). Воду добавляют в количестве, обеспечивающем получение водотвердого отношения смеси В/Т=0.6. В таблице 2 указан расход компонентов в кг на получение 1 м 3 бетона для тех же составов.

Таблица 1
Состав смеси № п/п	Компоненты смеси, мас.%
Цемент	ИЗС	Зола	Обратный шлам	Алюминиевая паста
1	27	20	36	16,014	0,086
2	26	15	40	18,022	0,078
3	24,5	20,4	34,7	20,326	0,074

Таблица 2
Состав смеси № п/п	Расход компонентов смеси на 1 м 3 газобетона, кг
Цемент	ИЗС	Зола	Обратный шлам	Алюминиевая паста
1	140	105	191	89	0,45
2	138	78	211	100	0,41
3	133	111	189	111	0,41

Отдозированные компоненты последовательно загружаются в смеситель в следующем порядке: шлам с водой, зола, затем цемент и известково-зольная смесь, алюминиевая суспензия в последнюю очередь.

Как только алюминий хорошо смешается с остальными компонентами, ячеистобетонную смесь заливают в форму. Залитую в форму сырьевую смесь подвергают вибрационному воздействию в течение 40 с.

Официальная публикация
патента РФ № 2378228
patent-2378228.pdf

способ получения алюминиевого газообразователя для производства пористого бетона

Формула изобретения

Описание изобретения к патенту

Известны способы получения алюминиевых газообразователей в виде паст, получаемых методом смешивания алюминиевой пудры с водным раствором, содержащим ингибиторы коррозии алюминия - хромпик (К 2 Сr 2 O 7 ), соли лигносульфоновых кислот, сульфитный щелок и другие 3.

Недостатками известных способов и состава получаемых газообразователей являются низкая стабильность водных паст во времени при колебании состояния окружающей среды и условий хранения (температуры, влажности и т.п.)
Известен способ получения путем простого смешивания газообразователя [4] , содержащего до 84% алюминиевых частиц (например, алюминиевой пудры), от 2 до 6% триэтаноламина (ТЭА), 1-3% синтетических жирных добавок, например СЖК, и легирующие добавки металлов. Недостатком этого способа является необходимость использования дефицитных компонентов, их экологическая опасность, невысокая скорость вспучивания бетонной массы из-за сильной запассивированности частиц алюминия.

Поверхностно-активное вещество вводят в уайт-спирит перед смешиванием с пудрой.

В качестве поверхностно-активного вещества используют ОП-7 или ОП-10 в количестве 1-4% от веса пудры.

Примеры осуществления предлагаемого способа приведены ниже.

Предлагаемый способ получения газообразователя опробован в лабораторном и опытно-промышленном масштабе.

Полученный газообразователь прошел испытания с положительными результатами.

Преимущества предлагаемого способа перед известными заключаются в
- простоте аппаратурно-технологической схемы, в которой используется в основном существующее промышленное оборудование при производстве порошков и пудры (смесители, фильтр-прессы или центрифуги),
- высокой производительности процесса сухого размола вместо малопроизводительного мокрого размола,
- высоком качестве газообразователя (активность 90%), длительном сроке хранения (более 2-х лет), высокой степени диспергирования в воде.

Читайте также: