ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской разработки.

Практика показывает, что в условиях использования готовой бетонной смеси или при ее изготовлении на промышленной площадке, то есть непосредственно на объекте, зачастую оказывается затруднительным обеспечение многих важных параметров производства жаростойкого бетона, в том числе таких как:

- постоянство характеристик качества используемых сырьевых материалов: влажности, содержания загрязняющих примесей, гранулометрического состава и др.;

- точное дозирование исходных компонентов, особенно при применении микродобавок;

- тщательное перемешивание (гомогенизация) сырьевой смеси.

Данная проблема во многом решается благодаря применению сухих смесей жаростойкого бетона, которые в условиях строительной площадки требуют только простого перемешивания с точно отдозированным количеством затворителя.

Были разработаны рецептуры сухих смесей модифицированного легкого жаростойкого вермикулитобетона на портландцементе.

Наиболее простым и эффективным способом приготовления легких жаростойких бетонов является использование в их составе пористых заполнителей: золы ТЭЦ, керамзита, перлита и т. п. Для отечественной промышленности перспективным материалом, обеспечивающим получение легких жаростойких бетонов, является вспученный вермикулит. Утвержденные запасы вермикулита в РФ составляют более 100 млн. тонн.

Главной особенностью, определяющей техническую ценность вермикулита, является его способность при нагреве выше 300 ⁰С вспучиваться и превращаться в эффективный теплоизоляционный материал с объемной массой от 60 до 150 кг/м ³. При этом плотность вермикулита во вспученном состоянии зависит от качества сырья, его фракционного состава и способа нагрева.

Вспученный вермикулит имеет ряд преимуществ перед многими другими теплоизоляционными материалами. Он химически инертен, долговечен, экологически безопасен, может применяться при температурах от -240 ⁰С до +1100 ⁰С.

В процессе оптимизации составов легкого жаростойкого бетона использовался вспученный вермикулит Ковдорского месторождения, получаемого из концентрата марки КВК-2 ТУ 21-0281921-24-92. Гранулометрический состав вспученного вермикулита с насыпной плотностью 98кг/м ³ представлен в Таблице 1.

Таблица 1

Грансостав вспученного вермикулита Ковдорского месторождения

По ГОСТ 12865-67 вспученный вермикулит отвечает марке 100.

В качестве вяжущего использовался портландцемент марки 400 производства Коркинского цементного завода (Таблица 2).

Таблица 2

Минералогический состав портландцемента М400

Модифицирующей добавкой служил микрокремнезем МК-85 с насыпной плотностью 195 кг/м ³ (ТУ 5743-048-02-495-332).

Микрокремнезем МК-85 является отходом производства Челябинского электрометаллургического комбината. Микрокремнезем представляет собой тонкодисперсный порошок, состоящий на 80-90% из сферических частиц аморфного кремнезема. Химический состав представлен в основном двуокисью кремния, в незначительных количествах другими окислами и углеродсодержащими примесями (Таблица 3).

Таблица 3

Химический состав микрокремнезема МК-85

Введение микрокремнезема в бетоны позволяет интесифицировать процесс структурообразования при твердении смеси и получить материал с улучшенными физико-механическими свойствами.

Особенностью микрокремнезема является его высокая удельная поверхность 1100-2500 м ²/кг, что обеспечивает его эффективность при использовании в качестве активной минеральной добавки при производстве легких жаростойких бетонов.

Микрокремнезем вступает в реакцию с гидроксидом кальцияCa(OH) ₂, освобождаемым при гидратации портландцемента, обеспечивая жаростойкие свойства вяжущему. Кроме того, при перемешивании с водой, множество тонкодисперсных частиц микрокремнезема адсорбируются на зернах цемента и заполнителя, связывая их между собой. В результате этого возрастают силы притяжения между частицами, что способствует коагуляции бетонной смеси.

Были получены составы сухих смесей модифицированного легкого жаростойкого вермикулитобетона со следующими физико-механическими свойствами (Таблица 4).

Таблица 4

Физико-механические свойства легкого жаростойкого бетона

Опытные партии сухих смесей легкого жаростойкого вермикулитобетона были выпущены на производственной базе ООО «Уральский научно-исследовательский институт строительных материалов» («УралНИИстром) в объеме 40 м ³ и были поставлены для промышленного испытания при обмуровке паровых котлов ОАО «Красный котельщик».