Вяжущее
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий на основе щелочных вяжущих. Техническим результатом изобретения является удешевление вяжущего, расширение сырьевой базы за счет использования для производства многотоннажных отходов промышленности, снижение экологической напряженности с одновременным сохранением высокого качества вяжущего. Вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, подвергнутый помолу до удельной поверхности не менее 3000 см2/г и щелочной активатор, содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия - отход производства глинозема состава, мас.%: Na2SO4 не менее 60, Na2СО3 не более 30, SiO2 не более 0,5, Al2O3 не более 3,0, Fe2О3 не более 0,4, влажность не более 30%, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком до удельной поверхности не менее 3000 см2/г, и дополнительно песок, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком и активатором до удельной поверхности не менее 3000 см2/г, или золу-унос при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный активатор 0,5-2,0, указанный песок или зола-унос 30-48, указанный шлак остальное. 3 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий на основе щелочных вяжущих.
Известно вяжущее (Авт. свид. СССР №446480, МПК3 С04В 7/20, 1974), включающее в себя шлак доменный гранулированный, карбонатный наполнитель, содощелочной плав.
Недостатком вяжущего является многокомпонентность системы и то, что щелочной компонент вводится в виде раствора (дополнительный узел для приготовления раствора).
Известно вяжущее (Авт. свид. СССР №436035, МПК3 С04В 7/20, 1974), включающее в себя шлак доменный, нефелиновый шлам, гипсовый камень.
Недостатком вяжущего является многокомпонентность системы, повышенная стоимость из-за того, что применяется гипсовый камень, необходимость очень тонкого помола (остаток на сите 008-5%).
Известно вяжущее (Патент РФ №2047576, МПК6 С04В 7/00, 1995), содержащее нефелиновый шлам, карбонат натрия, сульфат натрия, воду.
Недостатком является использование водных растворов компонентов.
Наиболее близким техническим решением является вяжущее (Патент РФ №2133233, МПК6 С04В 7/153, 1999), включающее в себя глину, известь, гидроксид натрия, шлак металлургического производства (доменный гранулированный шлак).
Недостатком вяжущего является многокомпонентность системы, повышенная стоимость из-за применения извести, гидроксида натрия, щелочной компонент вводится в виде раствора, для чего необходим дополнительный узел приготовления раствора.
Техническим результатом изобретения является удешевление вяжущего, расширение сырьевой базы за счет использования для производства многотоннажных отходов промышленности, снижение экологической напряженности с одновременным сохранением высокого качества вяжущего.
Вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, подвергнутый помолу до удельной поверхности не менее 3000 см2/г, и щелочной активатор, содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия - отход производства глинозема состава, мас.%: Na2SO4 не менее 60, Na2СО3 не более 30, SiO2 не более 0,5, Al2O3 не более 3,0, Fe2О3 не более 0,4, влажность не более 30%, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком до удельной поверхности не менее 3000 см2/г, и дополнительно песок, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком и активатором до удельной поверхности не менее 3000 см2/г, или золу-унос при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный активатор 0,5-2,0, указанный песок или зола-унос 30-48, указанный шлак остальное.
Шлак доменный является отходом металлургического производства, сульфат-карбонат натрия (ТУ 5510 РК 0020-1974) - отходом глиноземного производства, зола-унос ТЭС - отходом от сжигания углей. Речной песок - материал дешевый и доступный. Речной песок применяется как добавка в случаях, когда он дешевле шлака доменного.
Вяжущее производят следующим образом.
Шлак доменный при необходимости предварительно просушивают и в необходимой пропорции с сульфат-карбонатом натрия и песком загружают в мельницу, где производят помол смеси до удельной поверхности не менее 3000 см2/г, или шлак доменный с сульфат-карбонатом натрия загружают в мельницу, где производят помол смеси до удельной поверхности не менее 3000 см2/г, а потом добавляют золу-унос. Затем эту сухую смесь смешивают в смесителе с водой до влажности, необходимой для полусухого прессования изделий или прессования методом виброформования.
В нашем случае технология основана на формовании строительных изделий методом полусухого прессования при влажности 6-10%. Формованную массу засыпают в пресс-форму и при давлении не менее 10 МПа прессуют образцы. Отформованные образцы помещают в пропарочную камеру, где подвергают термовлажностной обработке при атмосферном давлении, температуре 95-100°С в течение не менее 6 часов.
По стандартной методике измеряют прочность образцов на сжатие и изгиб. Результаты в каждой серии усредняют. Усредненные значения прочностей приведены в таблице 3.
Их таблицы 3 видно, что из вяжущих по изобретению получаются изделия с высокими эксплуатационными характеристиками.
Таким образом, происходит удешевление вяжущего, расширение сырьевой базы за счет использования для производства многотоннажных отходов промышленности, снижение экологической напряженности с одновременным сохранением высокого качества вяжущего.
| Таблица 1 Химический состав шлака доменного | ||||||||
| Содержание компонентов в % (в среднем) | ||||||||
| SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | TiO2 | MnO | BaO | Влажность | Сорт |
| 37,17 | 13,92 | 40,15 | 7,1 | 0,66 | 0,7 | 0,41 | 9,91 | 1 |
| Таблица 2 Химический состав сульфат-карбонат натрия | ||||||||
| Содержание компонентов в % (в среднем) | ||||||||
| Na2SO4 | Na2CO3 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | Влажность | |||
| Не менее 60 | Не более 30 | Не более 0,5 | Не более 3,0 | Не более 0,4 | Не более 30 |
| Таблица 3 | |||||||||
| Показатели | |||||||||
| Характеристики | По изобретению | Прототип | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| Содержание | |||||||||
| компонентов, мас.% | |||||||||
| - шлак доменный | 98 | 99,5 | 50 | 69,5 | 50 | 69,5 | 98 | 98 | 56,3 |
| - песок | - | - | 48 | 30 | - | - | - | - | - |
| - зола | - | - | - | - | 48 | 30 | - | - | - |
| - сульфат- | 2,0 | 0,5 | 2,0 | 0,5 | 2,0 | 0,5 | - | - | - |
| карбонат натрия | |||||||||
| - гидроксид | - | - | - | - | - | - | 2,0 | - | 0,6 |
| натрия | |||||||||
| - сульфат натрия | - | - | - | - | - | - | - | 2,0 | - |
| - глина | - | - | - | - | - | - | - | - | 37,5 |
| - известь | - | - | - | - | - | - | - | 5,6 | |
| Прочность в | |||||||||
| возрасте 1 сут, | |||||||||
| МПа: | |||||||||
| - на сжатие | 26,0 | 20,0 | 19,0 | 17,5 | 21,0 | 20,0 | 35 | 18 | 19,4 |
| - на изгиб | 3,5 | 3,0 | 3,0 | 2,8 | 3,0 | 2,9 | 4,2 | 3,1 | - |
| Плотность, кг/м3 | 1900 | 1900 | 1800 | 1800 | 1600 | 1700 | 1900 | 1900 | - |
| Теплопроводность, | 0,7 | 0,7 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,7 | - |
| Вт/м°С |
Вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, подвергнутый помолу до удельной поверхности не менее 3000 см2/г, и щелочной активатор, отличающееся тем, что содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия - отход производства глинозема состава, мас.%: Na2SO4 не менее 60, Na2СО3 не более 30, SiO2 не более 0,5, Al2О3 не более 3,0, Fe2О3 не более 0,4, влажность не более 30%, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком до удельной поверхности не менее 3000 см2/г, и дополнительно песок, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком и активатором до удельной поверхности не менее 3000 см2/г, или золу-унос при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанный активатор | 0,5-2,0 |
| Указанный песок или зола-унос | 30-48 |
| Указанный шлак | Остальное |
