Вяжущее

Авторы патента:

Коробейников Анатолий Прокопьевич (RU)

Барыльников Виктор Владимирович (RU)

Владельцы патента RU 2376251:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" ГОУ ВПО "СибГИУ" (RU)

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменных шлаков, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, сухих строительных смесей. Технический результат - оптимизация вещественного состава, максимальное использование гидравлической активности шлаков. Вяжущее, полученное помолом до 450 м²/кг смеси, содержащей, мас.%: доменный гранулированный шлак 30-32; двуводный гипс 4-9; горный песок состава, мас.%: SiO₂ 34,1-39,9; Аl₂О₃ 9,8-11,0; FeO+Fe₂O₃ 12,8-26,1; СаО 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; МnО 0,3-0,55; Р₂О₅ 0,5-0,6; Na₂O+K₂O 1,3-3,2; SO₃ 1,7-3,2, содержащий 10-20% минералов гранатов, 8-10; конверторный шлак, образующийся при переработке высокофосфористого чугуна, с содержанием 3-10% пентооксида фосфора остальное. 2 табл.

Известно вяжущее, содержащее гранулированный доменный шлак, шлак от выплавки стали, нефелиновый шлам и активизатор твердения в виде смеси жидкого стекла и фторида калия [1]. Недостатки этого вяжущего - пониженная прочность на сжатие, пониженная водостойкость и морозостойкость.

Наиболее близким к предлагаемому вяжущему по технологической сущности и достигаемому результату является вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, шлак от выплавки стали, двуводный гипс [2].

Недостатки этого вяжущего заключаются в низкой водостойкости и морозостойкости, недостаточной прочности на сжатие и изгиб.

Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении прочности, влагостойкости и морозостойкости вяжущего.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации вещественного состава и соотношения компонентов и максимальном использовании гидравлической (химической) активности шлаков.

Для достижения изобретением технического результата вяжущее, полученное помолом до 450 м²/кг смеси, включающей доменный гранулированный шлак, шлак от выплавки стали, двуводный гипс, активизатор твердения, отличается тем, что в качестве шлака от выплавки стали оно содержит конверторный шлак, образующийся при переработке высокофосфористого чугуна, с содержанием 3-10% пентооксида фосфора, а в качестве активизатора твердения - горный песок состава, мac.%: SiO₂ 34,1-39,9; Аl₂О₃ 9,8-11,0; FeO+Fe₂O₃ 12,8-26,1; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; P₂O₅ 0,5-0,6; Na₂O+K₂O 1,3-3,2; SO₃ 1,7-3,2, содержащий 10-20% минералов гранатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

доменный гранулированный шлак	30-32
двуводный гипс	4-9
указанный горный песок	8-10
указанный конверторный шлак	остальное

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что минералогический состав клинкера, доменного шлака, конверторного высокофосфористого шлака, образующегося при переработке высокофосфористого чугуна и минералов гранатов, содержащихся в горном песке, идентичны. Это позволяет заменить в вяжущем клинкер высокофосфористым конверторным шлаком. Доменный шлак, минералы гранатов и фосфористый конверторный шлак обладают вяжущими свойствами. Оптимизация состава предлагаемого вяжущего позволяет повысить прочность и морозостойкость. Доменный шлак, горный песок и конверторный шлак, образующийся при переработке высокофосфористого чугуна и содержащего 3-10% пентооксида фосфора, обладают различной морозостойкостью, и при помоле в вяжущем достигается большое количество тонкоизмельченного доменного шлака, затем более крупных частиц из высокофосфористого конверторного шлака. Наиболее твердым является горный песок. Поэтому при затворении вяжущего первоначально гидратируются мелкие частицы доменного шлака, затем более крупные частицы высокофосфористого конверторного шлака и далее частицы гранатов. В результате такой очередности реакций наблюдается более плотная упаковка и упрочнение структуры цементного камня. Высокое содержание в высокофосфористом конверторном шлаке алюминатов усиливает реакцию гидратации, поэтому предлагаемое вяжущее является быстротвердеющим и не требует пропарки. Преимущество предлагаемого изобретения заключается в том, что используются отходы производства: доменный шлак, высокофосфористый конверторный шлак и горный песок - отходы обогащения железных руд, двуводный гипс. При этом увеличивается прочность и морозостойкость вяжущего (таблица 2).

Для получения предлагаемого вяжущего применяли доменный дробленый или гранулированный шлак, ОАО «Кузнецкий металлургический комбинат», высокофосфористый конверторный шлак, двуводный гипс и горный песок, ОАО «Абагурская агломерационная фабрика». Химический состав шлаков и горного песка приведены в таблице 1.

Таблица 1
Материал	Химический состав, мас.%
SiO₂	Аl₂О₃	FeO+Fe₂O₃	СаО	MgO	МnО	Р₂О₅	Na₂O+K₂O	SO₃
Доменный шлак	36,2-42,0	12,3-17	0,6-2,6	38-42,2	4,8-9,9	0,21-1,1		0,13-0,17	0,4-1,2
Песок горный	34,1-39,9	9,8-11	12,8-26,1	11,3-13,7	4,2-5,7	0,3-0,55	0,5-0,6	1,3-3,2	1,7-3,2
Высокофосфористый конверторный шлак	12,96-18,8	1,57-2,72	32,4-24,0	45-51,5	2,73-4,32	3,78-5,10	4,48-9,15

Компоненты вяжущего сушили в сушильном шкафу при 115°С, размалывали в лабораторной мельнице до удельной поверхности 450 м²/кг, затворяли водой до получения теста нормальной густоты, изготавливали балочки размером 4×4×16 см и кубики размером 7×7×7 см. Уплотняли на стандартной виброплощадке 3 минуты. Твердение осуществляли в нормальных условиях в гидравлической ванне при 25°С. Испытание образцов проводили в возрасте 28 суток. Испытание образцов на морозостойкость выполняли по ГОСТ 7025-78. Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Получение предлагаемого вяжущего позволяет расширить область эффективного использования металлургических шлаков, гипса, отходов обогащения и создать базу для производства дешевых строительных материалов.

Источники информации

1. А.с. СССР 1608152, МКИ 6 С04В 7/14.

2. RU 2186043, 27.07.2002, Федынин Н.И. и др.

Вяжущее, полученное помолом до 450 м²/кг смеси, включающей доменный гранулированный шлак, шлак от выплавки стали, двуводный гипс, активизатор твердения, отличающееся тем, что в качестве шлака от выплавки стали оно содержит конверторный шлак, образующийся при переработке высокофосфористого чугуна, с содержанием 3-10% пентооксида фосфора, а в качестве активизатора твердения - горный песок состава, мас.%: SiO₂ 34,1-39,9; Аl₂О₃ 9,8-11,0; FeO+Fe₂O₃ 12,8-26,1; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; P₂O₅ 0,5-0,6; Na₂O+K₂O 1,3-3,2; SO₃ 1,7-3,2, содержащий 10-20% минералов гранатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

доменный гранулированный шлак	30-32
двуводный гипс	4-9
указанный горный песок	8-10
указанный конверторный шлак	остальное

Похожие патенты:

Вяжущее // 2374193

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, растворов и сухих строительных смесей.

Вяжущее // 2368577

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей.

Вяжущее // 2366627

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего, на основе доменного шлака и высокоосновного шлака от выплавки металлического марганца, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей.

Вяжущее // 2363674

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и отвального шлака ферропроизводства, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей.

Вяжущее // 2363673

Изобретение относится к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного и мартеновского шлаков и может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий и строительных растворов.

Сульфатно-шлаковое вяжущее // 2340577

Изобретение относится к составу сульфатно-шлакового вяжущего, применяемого при изготовлении строительных изделий и конструкций, а также при возведении массивных подземных и подводных бетонных и железобетонных сооружений.

Щлакощелочное вяжущее // 2247697

Изобретение относится к шлакощелочным материалам и может быть использовано в качестве самостоятельного строительного материала или в составе бетонных смесей для дорожного, гражданского и промышленного строительства.

Декоративный шлаковый цемент // 2232139

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерных шлаковых вяжущих, применяемых для получения декоративных цементов, а также для растворов и бетонов на их основе.

Вяжущее // 2186043

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе сталеплавильных и доменных шлаков, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, а также строительных растворов.

Смесь для изготовления теплоизоляционных изделий // 2169132

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к легкобетонным смесям для теплоизоляционных изделий, используемых в ограждающих конструкциях. .

Гидравлическое вяжущее // 2376252

Изобретение относится к активируемому щелочью гидравлическому вяжущему, содержащему шлаки и алюмосиликаты

Вяжущее // 2377200

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, сухих строительных смесей

Вяжущее и способ приготовления его // 2416580

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам безобжигового бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и золошлаковой смеси от сжигания каменного угля, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, кладочных и штукатурных растворов и сухих строительных смесей

Вяжущее бесклинкерное // 2430043

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и сталеплавильных шлаков, которое можно использовать для производства бетонных, железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей

Вяжущее // 2442758

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности минеральных вяжущих веществ, и может быть использовано при производстве шлакощелочных вяжущих

Способ активации вяжущих свойств минеральных техногенных продуктов // 2456251

Изобретение относится к способу активации вяжущих свойств техногенных минеральных продуктов в виде зол или шлаков, содержащих оксид кальция, кремнезем и глинозем

Вяжущее // 2476392

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам малоклинкерных безобжиговых вяжущих материалов, и может быть использовано при производстве строительных растворов, бетонных смесей

Композиционное водостойкое гипсовое вяжущее // 2505504

Изобретение относится к строительной, химической и металлургической отраслям промышленности и может быть использовано для переработки металлургических шлаков и техногенных гипсов в гидравлическое вяжущее для строительной индустрии. Композиционное водостойкое гипсовое вяжущее содержит полученную совместным помолом тонкомолотую смесь рафинировочного шлака и гипса дигидрата сульфата кальция. Вяжущее содержит рафинировочный шлак печи-ковша, добавку с пуццолановыми свойствами и активатор гидратации периклаза при соотношении компонентов в вяжущем, мас.%: Шлак рафинировочный печи-ковша 80-50; дигидрат сульфата кальция 10-25; добавка с пуццолановыми свойствами 9,5-23; активатор гидратации периклаза 0,5-2,0. В качестве дигидрата сульфата кальция содержит природный гипс, фторангидрит или фосфогипс. В качестве добавки с пуццолановыми свойствами содержит известняк или мрамор, кислый шлак электросталеплавильного производства или красный шлам. В качестве активатора гидратации периклаза содержит бишофит или сернокислый магний. Технический результат - предотвращение образования продуктов гидратации, вызывающих разупрочнение вяжущего при использовании рафинировочного шлака печи-ковша, при сохранении его прочностных свойств. 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Бетонная смесь // 2631741

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к строительным бетонам при производстве фундаментов, подпорных стен, изготовлении лестниц, плит перекрытий. Технический результат- повышение прочности при сжатии и изгибе, снижение водопотребности. В бетонной смеси, включающей многокомпонентное минеральное вяжущее, щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, кварцевый песок и воду, многокомпонентное минеральное вяжущее состоит из, мас.%: молотого до удельной поверхности не менее 4200 см2/г гранулированного доменного шлака 60-70, молотого до удельной поверхности не менее 4200 см2/г конвертерного шлама 7-9, β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008 - 23-31, клинкера - 10 от суммы вышеуказанных компонентов, и дополнительно содержит суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%: многокомпонентное минеральное вяжущее 13,2-13,8, доменный шебень фракции 5-20 мм 47,1-47,8, песок кварцевый 31,2-32,8, суперпластификатор С-3 0,11-0,12, вода - остальное. 1 табл.