БЫСТРОТВЕРДЕЮЩЕЕ ВЯЖУЩЕЕ Российский патент 1997 года по МПК C04B7/13 

Изобретение относится к промышленности строительных, шахтостроительных материалов и может быть использовано при изготовлении быстротвердеющего вяжущего для строительных и закладочных целей.

Известны вяжущие, представляющие бесцементные смеси молотых отходов промышленности или смесь небольших количеств с молотыми отходами. Большое практическое значение при использовании вяжущих имеет скорость их схватывания и твердения. Сроки начала схватывания для наиболее популярных вяжущих составляют 45-75 мин и 12-18 час окончания схватывания. С целью регулирования сроков схватывания и твердения эти смеси содержат добавки, отличающиеся по составу и количеству. В качестве добавок используются добавки двуводного гипса или фосфогипса. CaCl₂, Ca(OH)₂, Na₂CO₃, смеси нитрита и нитрата кальция, сульфитно-спиртовой барды мирабилита и другие. Указанные добавки обеспечивают значительное сокращение сроков схватывания и твердения, однако основным отходом в этих случаях является доменный граншлак. Справочник, Закладочные работы в шахтах, М. Недра, 1989. Авторские свидетельства СССР.

Наиболее близким вяжущим к предлагаемому по составу и достигаемому эффекту является вяжущее, включающее смесь молотой горелой породы Донецкого угольного бассейна, силикатцемента, активаторов схватывания и твердения двуводного гипса (2%), извести-пушонки (15%), сульфата натрия (1%).

Недостатком известных вяжущих являются большие сроки схватывания и низкая прочность в ранние сроки твердения.

Задача изобретения сокращение времени схватывания и повышение прочности вяжущего в ранние сроки твердения.

Это необходимо, например, при использовании вяжущего для изготовления крепежных и закладочных материалов в шахтах, где требования к предотвращению вытекания раствора из опалубки повышены и нужен набор прочности в кратчайшие сроки, чтобы крепь не была разрушена еще до набора прочности.

Решение поставленной задачи достигается за счет введения в вяжущее, содержащее молотую горелую породу шахтных терриконов, цемент, для ускорения сроков схватывания добавку из хлористого цинка и отработанный окисьцинковый катализатор сероочистки природного газа при следующем соотношении компонентов, мас.

Хлористый цинк 13 23
Отработанный катализатор 12 18
Цемент 12 0
Горелая порода 63 59
Предложенное вяжущее твердеет в естественных условиях. Введение в качестве добавки в состав вяжущего хлористого цинка в смеси с отработанным окисьцинковым катализатором сероочистки газа значительно ускоряет процесс схватывания вяжущего и обеспечивает набор прочности камня в ранние сроки твердения.

Технология производстве изделий на основе предлагаемого вяжущего не отличается от технологии производства изделий на основе известных минеральных вяжущих.

П р и м е р 1. Горелая порода шахтных терриконов следующего состава, мас. SiO₂ 59,64, Al₂O₃ 28,69, Fe₂O₃ - 6,35, CаO 1,73, CaO 2,39, SO₃ 0,71, R₂O₃ 35,04 (сумма Al₂O₃ + Fe₂O₃ активн. элементы) и отработанный окисьцинковый катализатор ТУ 113-03-2002-86 следующего состава, мас. ZnO 57,8, ZnS 33,47, органические соединения в пересчете на углерод 5,18, нерастворимые в HCl остальное размалывают в шаровой мельнице до удельной поверхности 3000 3500 см²/г. Затем смешивают в следующих пропорциях, мас. молотая порода 63, молотый отработанный катализатор - 12, цемент марки 300 12.

Затворение вяжущего производится водным раствором хлористого цинка с концентрацией 30 мас.

Испытания проводят по ГОСТ 310.1-76 ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы испытаний.

С целью определения скорости нарастания прочности вяжущего во времени образцы подвергают испытанию в следующие сроки естественного твердения: 40 мин, 1 сутки, 28 суток. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас. молотая горелая порода 61, молотый отработанный катализатор 15, цемент марки 300 6. Затворение вяжущего производится 50%-ным водным раствором хлористого цинка. Результаты испытаний приведены в таблице.

П р и м е р 3. Аналогично примеру 1, соотношение компонентов, мас. горелая порода 59, молотый отработанный катализатор 18, цемент - отсутствует. Затворение вяжущего производится 60%-ным водным раствором хлористого цинка. Результаты испытаний приведены в таблице.

П р и м е р 4 (контрольный). Аналогично примеру 1, хлористый цинк и отработанный катализатор отсутствуют. Состав аналогичен прототипу при следующем соотношении компонентов, мас. молотая горелая порода 77, силикатцемент 5, известь пушонка 15, двуводный гипс 2, сульфат натрия 1. Затворение вяжущего производится водой. Результаты испытаний приведены в таблице.

Как показывают результаты испытаний, предлагаемое вяжущее (см. табл. примеры 1-3), по сравнению с известными (см. прототип с. 10, табл. 4), а также контрольный опыт (табл. пример 4) обеспечивает гораздо быстрые сроки схватывания, нарастание прочности в первые сроки твердения (40 мин) в 20-30 раз.

Применение изобретения позволяет получать быстротвердеющее вяжущее, пригодное к применению в тяжелых шахтных условиях для крепежных и закладочных работ.

Изобретение относится к промышленности строительных, шахтостроительных материалов и может быть использовано при изготовлении быстротвердеющих вяжущих для строительных и закладочных целей. Быстротвердеющее вяжущее содержит в мас. %: молотую горелую породу шахтных терриконов - 59-63, цемент - до 12, хлористый цинк - 13-20, отработанный окисьцинковый катализатор - 12-18, причем хлористый цинк может быть введен в виде 30-60% водного раствора при затворении. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. Быстродействующее вяжущее, включающее молотую горелую породу шахтных терриконов, цемент, добавку для ускорения сроков схватывания и повышения прочности в ранние сроки твердения, отличающееся тем, что оно содержит в качестве добавки хлористый цинк и отработанный окисьцинковый катализатор сероочистки природного газа при следующем соотношении компонентов, мас.

Молотая горелая порода шахтных терриконов 59 63
Цемент До 12
Хлористый цинк 13 23
Указанный отработанный катализатор 12 18
2. Вяжущее по п.1, отличающееся тем, что хлористый цинк вводят в виде 30 60%-ного раствора при затворении.