Вяжущее

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к изготовлению шлакоблоков, шлакоплит, а в композиции с различными наполнителями- бетонных смесей. Техническим результатом при использовании вяжущего является увеличения прочности вяжущего и изделий на его основе, уменьшение их водопоглощения, снижение водопотребности вяжущего, ускорения его схватывания. Вяжущее включает золу - унос, совместно размолотую с доменным отвальным шлаком до удельной поверхности 7500-8000 см²/г с удельной поверхностью 9500-1000 см²/г и цемент при следующем соотношении компонентов, мас. % : зола унос 28 - 32; доменный отвальный шлак 38 - 42; бой стекла 18 - 28; портландцемент 6 - 8. Характеристики вяжущего: прочность 36 - 44 МПа, водопотребность 16,5 - 20,5% , водопоглощение 3,9 - 6,1 % , прочность при изгибе 3,7 - 4,6 МПа, срок схватывания 70 - 140 / 140 - 210. 1 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности, к изготовлению шлакоблоков, шлакоплит, а в композиции с различными наполнителями - бетонных смесей.

Известно вяжущее, включающее соединения щелочных металлов, совместно размолотые кремнеземсодержащую добавку - молотый доменный отвальный шлак и доменный гранулированный шлак при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : соединения щелочных металлов 3-10; молотый доменный отвальный шлак 22-70; гранулированный доменный шлак остальное. Однако совместный помол шлаков до удельной поверхности 3000-3300 см²/г, хотя и повышает, но не обеспечивает достаточно высокой активности вяжущего и низкого водопоглощения изделий на его основе. Невысокая активность вяжущего выражается невысоким пределом прочности на одноосное сжатие его образцов (33 МПа). Использование в качестве ингредиента гранулированного доменного шлака затруднено его дефицитностью и затратностью технологии изготовления (гранулирование) помола (из-за его высокой твердости).

Наиболее близким по количеству сходных признаков является вяжущее, включающее золу - унос, совместно размолотую с гранулированным доменным шлаком до удельной поверхности 3000-3300 см²/г и соединения щелочных металлов в пересчете на R₂O при соотношении компонентов, мас. % : гранулированный шлак 81-90; соединения щелочных металлов 11-41; зола-унос 6-8.

Наличие в составе вяжущего золы-уноса, являющейся источником центров кристаллизации и способствующей повышению его физико-механических показателей, повышает и водопотребность вяжущего и водопоглощение изделий на его основе. Использование в качестве ингредиента вяжущего гранулированного доменного шлака порождает недостатки, идентичные недостаткам аналога.

Цель изобретения - создание высокоактивного шлакощелочного вяжущего, позволяющего одновременно решать и экологические проблемы.

Техническим результатом при использовании предлагаемого вяжущего является увеличение прочности вяжущего и изделий на его основе, уменьшение их водопоглощения, снижение водопотребности вяжущего, ускорение его схватывания.

Вышеназванный технический результат достигается тем, что в вяжущее, включающее золу-унос, совместно размолотую с кремнеземсодержащей добавкой, дополнительно введен портландцемент и бой стекла, в качестве кремнеземсодержащей добавки используют доменный отвальный шлак при следующем соотношении компонентов, мас. % : Зола-унос 28-32 Доменный отвальный шлак 38-42 Портландцемент 6-8 Бой стекла 18-28 при этом совместный помол золы-уноса с отвальным доменным шлаком осуществляют до удельной поверхности 7500-8000 см²/г, а бой стекла - до 9500-10000 см²/г.

Доменный отвальный шлак состоит, мас. % : СаС 41,13; MgO 3,1; Al₂O₃ 6,49; SiO₂ 39,52; Fe₂O₃ 0,12; SO₃ 1,74; MnO 1,15; п. п. п. 0,6.

Зола-унос состоит, мас. % : СаО 30,0; MgO 1,2; SO₃ 0,9; Fe₃O₄ 8,6; SiO₂ 23,1; Al₂O₃ 0,8; TiO₂+R₂O ₂0,2; п. п. п. 7,1.

Увеличение прочности на одноосное сжатие вяжущего достигается активизацией вяжущего совместным помолом шлака и золы-уноса до удельной поверхности 7500-8000 см²/г; введением содержащей легирующие добавки золы-уноса и являющейся за счет тонкости помола источником образования множественных центров кристаллизации, равномерно ориентированных в объеме вяжущего за счет высокой степени усреднения ингредиентов; введением в состав вяжущего тонко молотого боя стекла (до удельной поверхности 9500-10000 см²/г, которое само по себе проявляет вяжущие свойства; наличием в составе вяжущего цемента.

Снижение водопотребности теста достигается введением в состав вяжущего тонко молотого боя стекла, которое внедряется в структуру теста, а также в микропустоты частиц золы-уноса, обладающей повышенным водопоглощением.

Снижение водопоглощения бетонных образцов достигается аналогично за счет введения в состав вяжущего молотого боя стекла, выступающего в качестве гидрофобизирующей добавки как в вяжущем, так и в получаемом на его основе бетоне.

При нормальном хранении вяжущего (т. е. на контакте с атмосферой) - увеличение его живучести достигается аналогично, т. е. за счет введения в состав гидрофобизирующей добавки - тонко молотого боя стекла.

Уменьшение срока схватывания вяжущего происходит за счет наличия в составе вяжущего цемента и вследствие активизации вяжущего тонким помолом боя стекла и совместным помолом компонентов - золы-уноса с доменным отвальным шлаком, кроме того, собственно высокими вяжущими свойствами компонентов тонко молотого боя стекла и цемента, а также активностью золы-уноса.

Введение в состав вяжущего как кремнеземсодержащего компонента доменного отвального шлака приводит к снижению водопотребности вяжущего, при совместном помоле - к повышению его активности, а также уменьшает потребность в цементе.

Увеличение содержания шлака выше 32% и уменьшение ниже 28% приводит к снижению предела прочности при одноосном сжатии соответственно до 35,5 и 23,2 МПа.

При содержании золы-уноса в составе вяжущего выше 2% значительно повышается водопотребность вяжущего - до 27% и водопоглощение бетонных образцов - до 16% - при понижении предела прочности при одноосном сжатии до 24 МПа. При содержании золы-уноса в составе вяжущего ниже 38% предел прочности при одноосном сжатии падает до 28,8 МПа за счет снижения плотности центров кристаллизации и равномерности их расположения по объему теста, приводящего к увеличению водопоглощения бетонных образцов до 9,5% , причем в связи с нарушением однородности вяжущего и получаемого на его основе материала водопоглощение по объему изделий может быть неравномерным.

Увеличение содержания боя стекла в составе вяжущего выше 28% резко снижает водопотребность вяжущего и делает его затворение практически невозможным ввиду выраженных гидрофобных свойств ингредиента. Уменьшение содержания боя стекла ниже 18% увеличивает водопотребность вяжущего и водопоглощение бетонных образцов соответственно до 24,5% и 9,7% .

Увеличение содержания цемента в составе вяжущего выше 8% и снижение ниже 6% практически не оказывает влияния на водопотребность вяжущего и водопоглощение бетонных образцов, изменяя при этом активность вяжущего (при значительном уменьшении количества портландцемента предел прочности на одноосное сжатие падает до 13,4 МПа, а при увеличении растет до 50-51 МПа).

Снижение величины удельной поверхности при совместном помоле золы-уноса с доменным отвальным шлаком ниже 7500 см²/г резко снижает активность вяжущего, ее увеличение свыше 8000 см²/г приводит к образованию пылевидной фракции, значительно увеличивающей объемную массу и превышающую значение 1650 кг/м³ согласно ГОСТу 6133-84.

Уменьшение удельной поверхности при дроблении боя стекла ниже 9500 см²/г приводит к тому, что он не выполняет функций гидрофобизирующей добавки из-за незначительного различия крупностей, а превышение ее значения выше 10000 см²/г не дает существенного приращения свойств, а также в связи с энергоемкостью и нетехнологичностью процесса дальнейшего помола.

Для приготовления бетонных кубиков размером 10 10 10 см применялся песок тонких фракций с модулем крупности М_кр=1,1 при соотношении "вяжущее-песок", равном 1: 3.

Вяжущее приготавливают смешиванием предварительно совместно размолотых доменного отвального шлака и золы-уноса до удельной поверхности 7500-8000 см²/г с тонко измельченным боем стекла (до удельной поверхности 9500-10000 см²/г) и цементом при затворении смеси водой.

Испытания свойств вяжущего и их сопоставительный анализ со свойствами вяжущего-прототипа проводили в идентичных условиях по ГОСТ 310.1-76 - 310.4-76. Данные испытаний сведены в таблицу, (в таблице не представлены, а даны в текстовом изложении данные испытаний, соответствующие количествам ингредиентов, выходящих за заявленные в формуле изобретения пределы).

Наряду с вышеприведенными обоснованиями причинно-следственной связи между достигаемым техническим результатом и качественным и количественным обоснованием введенных в отличительную часть формулы признаков, можно предположить, что применение в составе вяжущего молотой золы-уноса позволит получить на его основе изделия пониженной теплопроводности и удельной массы ввиду того, что пористое строение частиц золы-уноса может привести к образованию в процессе получения изделий на контакте частиц золы-уноса и других ингредиентов конкреций типа клатратов. (56) Авторское свидетельство СССР N 833665, кл. С 04 В 7/14, 1979.

Авторское свидетельство СССР N 419489, кл. С 04 В 7/153, 1972.

Формула изобретения

ВЯЖУЩЕЕ, включающее золу-унос и доменный шлак, совместно размолотые, отличающееся тем, что оно содержит совместно размолотые до удельной поверхности 7500 - 8000 см³/г золу-унос и отвальный доменный шлак и дополнительно бой стекла с удельной поверхностью 9500 - 10000 см³/г и цемент при следующем соотношении компонентов, мас. % : Зола-унос 28 - 32
Доменный отвальный шлак 38 - 42
Бой стекла 18 - 28
Цемент 6 - 8