Способ получения вяжущего

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении бетонов и растворов на основе шлакощелочного вяжущего. Технический результат - упрощение технологии, расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих и повышение их гидравлической активности. В способе получения вяжущего, включающем помол шлака с добавкой, повышающей гидравлическую активность вяжущего, с последующим затворением раствором жидкого стекла, в качестве указанной добавки используют алюмосиликатную добавку - кремнистую цеолитсодержащую породу Татарско-Шатршанского месторождения РТ или отход производства жидкого стекла из кремнистой цеолитсодержащей породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ, или крошку синтетического цеолита - отход производства ОАО "Салаватнефтеоргсинтез" при соотношении компонентов, мас.%: шлак и указанная добавка при их соотношении 1:(0,05-0,1) - 70-75, жидкое стекло - 25-30. 4 табл.

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении бетонов и растворов на основе шлакощелочного вяжущего.

Известен способ получения шлакощелочных вяжущих путем помола гранулированного шлака в мельницах различного типа с последующим затворением продукта помола щелочесодержащими растворами (Глуховский В.Д. Грунтосилiкатнi вироби i конструкцii. Киев, "Будiвельник", 1967, с.83).

Недостатком такого способа является низкая гидравлическая активность вяжущих из кислых шлаков при твердении в естественных условиях и воде.

Известен способ получения шлакощелочного вяжущего, заключающийся в том, что с целью повышения гидравлической активности, гидрофобизацию шлака проводят путем совместного помола его с добавкой полиорганилгидросилоксана с последующими термообработкой при 80-150°С тепловым ударом с изостатической выдержкой 30-120 мин и затворением щелочесодержащим раствором (А.с. СССР 814920, М³ С 04 В 7/14, С 04 В 19/04, 23.03.1981). Недостатком этого способа является сложность технологического процесса.

Известен способ получения шлакощелочного вяжущего, заключающийся в том, что с целью повышения гидравлической активности, грануляцию шлакового расплава осуществляют путем его раздува сухим воздухом при давлении 2-8 ати с последующим охлаждением полученных гранул до 200-300°С, а измельчение осуществляют путем ударного взаимодействия встречных потоков шлаковых гранул, разогнанных до 150-200 м/с паром с давлением 6-8 ати (А.с. СССР 1057455, кл. С 04 В 7/14, БИ №44, 30.11.83). Недостатком этого способа является сложность технологического процесса и большие энергозатраты.

Наиболее близким к изобретению является способ получения вяжущего, включающий помол шлака с добавкой, содержащей, мас.%: щелочной лигносульфонат 2,5-33,3% и нейтрализованный известью упаренный отход хромирования, меднения и никелирования 66,7-97,5 при соотношении добавки и шлака (0,03-0,1): 1, с последующим затворением раствором жидкого стекла (А.с. СССР 1357383 А, кл. С 04 В 7/153, БИ №45, 07.12.87).

Недостатками этого способа является сложность технологического процесса, связанная с необходимостью упаривания отхода хромирования, меднения и никелирования, нейтрализации его известью, дефицит используемой добавки.

Изобретение направлено на упрощение технологии, расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих и повышение гидравлической активности путем применения алюмосиликатных добавок.

Результат достигается тем, что в способе получения вяжущего, включающем помол шлака с добавкой, повышающей гидравлическую активность вяжущего, с последующим затворением раствором жидкого стекла, согласно изобретению, в качестве указанной добавки используют алюмосиликатную добавку - кремнистую цеолитсодержащую породу Татарско-Шатршанского месторождения РТ или отход производства жидкого стекла из цеолитсодержащей кремнистой породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ, или крошку синтетического цеолита - отход производства ОАО "Салаватнефтеоргсинтез" при соотношении компонентов, мас.%:

Шлак и указанная добавка
при их соотношении 1:(0,05-0,1)	70-75
Жидкое стекло	25-30

В качестве алюмосиликатной составляющей шлакощелочного вяжущего могут применяться кислые гранулированные доменные и электротермофосфорные шлаки, соответствующие ГОСТ 3476-74 "Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов". Для изготовления образцов использовали доменный гранулированный шлак Магнитогорского металлургического комбината. Химический состав шлака представлен в табл.1.

Таблица 1
Содержание соединений по массе, %	Модуль основности
SiO2	CaO	Al2O3	MgO	MnO	Fe2О3	TiO2	Na2O	К2O	Р2O5	SO3
36,63	38,24	13,49	7,31	0,16	0,19	1,05	1,04	0,76	0,03	1,09	0,9

Для затворения шлакощелочных вяжущих использовали жидкое стекло производства ГУП "Камгэсэнергостройпром" плотностью 1,3 г/см³ с силикатным модулем n=1,5-2, соответствующий требованиям ГОСТ 13078-81 "Силикат натрия растворимый". Химический состав жидкого стекла представлен в таблице 2.

Таблица 2
SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	MnO	CaO	MgO	Na2O	К2O	Р2O5
28,05	0,055	0,01	0,014	0,01	0,01	0,01	9,92	0,01	<0,01

В качестве алюмосиликатных добавок использовали цеолитсодержащую кремнистую породу Татарско-Шатршанского месторождения РТ или отход производства жидкого стекла из цеолитсодержащей кремнистой породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ, или крошку синтетического цеолита - отход производства АО "Салаватнефтеоргсинтез". Химический состав алюмосиликатных добавок представлен в таблице 3.

Таблица 3
№	SiO2	Al2O3	Fe2O3	FeO	CaO	MgO	Na2O	К2O	TiO2	MnO	F2O5	SO3
1	59,5	4,7	1,4	0,04	15,3	0,8	0,06	1,0	0,2	0,01	0,06	0,05
2	54,09	5,85	1,63	0,27	12,54	0,79	9,84	0,95	0,31	0,01	0,08	<0,05
3	62,1	15,3	1,0	1,1	-	-	11,2	-	-	0,05	0,08	<0,05

1 - цеолитсодержащая кремнистая порода Татарско-Шатршанского месторождения РТ;

2 - отход производства жидкого стекла из цеолитсодержащей кремнистой породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ;

3 - крошка синтетического цеолита NaX, формованного со связующим в процентном отношении, состоит из 22-25% каолиновой глины и 75-78% цеолита NaX, химическая формула которого может быть выражена в окислах следующим образом: Na₂OxAl₂О₃х2...2,5 SiO₂.

Образцы для испытаний готовят следующим образом.

Предварительно высушенный до влажности не более 1% доменный гранулированный шлак Магнитогорского металлургического комбината подвергают совместному помолу до удельной поверхности 300-350 м²/кг с алюмосиликатной добавкой (кремнистая цеолитсодержащая порода или крошка синтетического цеолита, или отход производства жидкого стекла из кремнистых цеолитсодержащих пород) при соотношении добавки и шлака (0,05-0,1): 1. Измельченную массу затворяют водным раствором жидкого натриевого стекла плотностью 1,3 г/см³ с силикатным модулем n=1,5-2. При этом соотношение компонентов составляет, мас.%:

Кислый доменный гранулированный шлак:

Алюмосиликатная добавка (0,05-0,1):1	70-75
Жидкое стекло	25-30

Образцы изготовляют из теста нормальной густоты в соответствии с требованиями ГОСТ 310.3-76. Прочность образцов шлакощелочного вяжущего определяется после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 при температуре изотермического прогрева 95+5°С и при твердении в воде и нормальных условиях через 28 сут. Результаты испытаний предложенных вяжущих представлены в табл.4.

Результаты испытаний показывают, что предлагаемое вяжущее интенсивно твердеет как в воде, так и в нормально-влажностных условиях, тогда как контрольные образцы в воде разрушаются, а их прочность в нормально-влажностных условиях невысокая.

Основными продуктами гидратации шлакощелочных вяжущих, обуславливающими их высокие эксплуатационные характеристики (прочность, морозостойкость и т.д.) являются низкоосновные гидросиликаты кальция, щелочно- и щелочноземельные гидроалюмосиликаты типа цеолитов и слюд т.д. В связи с этим полученный эффект, вероятно, объясняется тем, что введение добавок, сходных по структуре и составу с основными щелочесодержащими новообразованиями искусственного шлакощелочного камня, способствует образованию водостойких продуктов твердения, существенно повышающих гидравлическую активность шлакощелочных вяжущих на основе кислых доменных гранулированных шлаков.

Таким образом, техническая эффективность изобретения заключается в получении вяжущего на кислых гранулированных доменных шлаках, обладающих высокой гидравлической активностью при твердении в естественных условиях и в воде.

Способ получения вяжущего, включающий помол шлака с добавкой, повышающей гидравлическую активность вяжущего, с последующим затворением раствором жидкого стекла, отличающийся тем, что в качестве указанной добавки используют алюмосиликатную добавку - кремнистую цеолитсодержащую породу Татарско-Шатршанского месторождения РТ или отход производства жидкого стекла из кремнистой цеолитсодержащей породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ, или крошку синтетического цеолита - отход производства ОАО "Салаватнефтеоргсинтез" при соотношении компонентов, мас.%

Шлак и указанная добавка
при их соотношении 1:(0,05-0,1)	70-75
Жидкое стекло	25-30