ВЯЖУЩЕЕ Российский патент 1997 года по МПК C04B7/153 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении растворов и бетонов на шлакощелочном вяжущем.

Известно шлакощелочное вяжущее, включающее гранулированный шлак и жидкое стекло [1] обладающее короткими сроками схватывания: начало 5 10 мин, конец 20 25 мин.

Из описанных в литературе шлакощелочных вяжущих по составу ингредиентов наиболее близко к заявленному приведенное [2] которое содержит ингредиенты в следующих количествах, мас.

Гранулированный шлак 92,8 95,0;
Жидкое стекло 1,0 1,2;
Мел 4,0 6,0
Мел вводится в качестве замедлителя схватывания. Вяжущее имеет следующие характеристики: cроки схватывания начало 35 мин, конец 50 мин; прочность на сжатие 695 кгс/см².

Недостатком указанного вяжущего является то, что сроки схватывания вяжущего для производственных условий недостаточны, что сдерживает его применение в промышленности. Кроме того мел хорошего качества, также как и стекло являются дефицитными материалами, что препятствует широкому использованию вяжущего. Неясен вопрос о влиянии мела на прочностные показатели шлакощелочного вяжущего.

Целью данного изобретения является увеличение сроков схватывания и повышение прочности вяжущего после тепловлажностной обработки (ТВО) при температуре изотермического прогрева 90±5^oC.

Для достижения указанной цели применяют вяжущее, включающее молотый доменный гранулированный шлак, жидкое стекло и замедлитель схватывания, причем в качестве замедлителя схватывания оно содержит нитрилтриметиленфосфоновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.

Молотый доменный гранулированный шлак 98 98,198
Жидкое стекло 1,794 1,988
Нитрилтриметиленфосфоновая кислота 0,008 0,012
Основные свойства вяжущего определяли в соответствии с действующими стандартами: сроки схватывания по ГОСТ 310.3-76, предел прочности по ГОСТ 310.4-81 и ОСТ 67-11-84.

Полученные вяжущие имели следующие показатели сроков схватывания и предела прочности на сжатие (см.таблицу).

Как видно из таблицы, величина сроков схватывания при оптимальных количествах замедлителя значительно (почти в 3 раза) превышают показатели прототипа. При этом показатели прочности вяжущего превышают таковые для контрольного состава (без добавки) на 13 15%
Изобретение поясняется примерами:
Пример 1. Сначала производят помол шлака до удельной поверхности 3500 см²/г, затем берут 98 мас. молотого доменного гранулированного шлака и затворяют его 1988 мас. жидкого стекла. Смесь перемешивают в течение 2 мин, после чего добавляют 0,012 мас. раствора нитрилтриметиленфосфоновой кислоты и перемешивают смесь еще в течение 2 мин. Затем вяжущее подвергают тепловлажностной обработке по режиму 2 + 3 + 6 +, остывание при закрытой крышке с температурой изотермического прогрева 90±5^oC. После этого определяют в соответствии с действующими стандартами сроки схватывания. В данном случае начало схватывания наступало через 1 ч 45 мин, конец через 2 ч 25 мин. Предел прочности на сжатие был равен: через сутки 60,5 МПа, через 28 суток 78,8 МПа.

Пример 2. Берут 98,198 мас. домолотого до удельной поверхности 3500 см²/г доменного гранулированного шлака и затворяют его 1,794 мас. жидкого стекла и 0,008 мас. нитрилтриметиленфосфоновой кислоты. Время перемешивания см. в примере 1. Затем вяжущее подвергают тепловой обработке по режиму, указанному в примере 1, после чего определяют сроки схватывания: начало через 2 ч 15 мин. конец через 2 ч 45 мин, при этом предел прочности равен: через сутки 63,4 МПа, через 28 суток 79,7 МПа.

Пример 3. Берут молотый доменный шлак с удельной поверхностью 3500 см²/г в количестве 98,099 мас. и затворяют его жидким стеклом в количестве 1,891 мас. и нитрилтриметиленфосфоновой кислотой в количестве 0,01 мас. Время перемешивания см. в примере 1. Затем подвергают тепловлажностной обработке по режиму, указанному в примере 1, после чего определяют сроки схватывания: начало через 2 ч, конец через 2 ч 45 мин, при этом предел прочности через сутки равен 65,5 МПа, через 28 суток 80,2 МПа.

Пример 4. Берут молотый доменный гранулированный шлак с удельной поверхностью 3500 см²/г в количестве 97,08 мас. и затворяют его жидким стеклом в количестве 2,9 мас. и нитрилтриметиленфосфоновой кислотой 0,02 мас. Режим перемешивания см. в примере 1. Затем вяжущее подвергают тепловлажностной обработке по режиму, указанному в примере 1, после чего определяют сроки схватывания, начало через 1 ч 35 мин, конец через 2 ч 25 мин, при этом предел прочности равен: через сутки 54,2 МПа, через 28 суток - 66,2 МПа.

Пример 5. Берут молотый доменный гранулированный шлак с удельной поверхностью 3500 см²/г в количестве 99 и затворяют его жидким стеклом в количестве 0,995 мас. и нитрилтриметиленфосфоновой кислотой 0,005 мас. Время перемешивания см. в примере 1. Затем вяжущее подвергают тепловлажностной обработке по режиму, указанному в примере 1, после чего определяют сроки схватывания, начало через 2 ч 0,5 мин, конец через 2 ч 35 мин.

Оптимальная величина добавки находится в пределах 0,008 0,012 мас. При дальнейшем увеличении или изменении ее количества показатели вяжущего ухудшаются.

Вяжущие предложенного состава имеют более подходящие сроки схватывания для применения его в промышленных условиях. Кроме того, показатели прочности на сжатие в 28 суток после ТВО увеличиваются до 15% При этом, стоимость 1 т вяжущего в сравнении с аналогом по авт. св. N 449894 повышается на 25 30 коп.

Экономическая эффективность предложенного вяжущего определяется следующим: на шлаке-отходе промышленности получено бесклинкерное высокомарочное шлакощелочное вяжущее марок М700 и М800 со сроками схватывания, идентичными традиционному портландцементу.

Изобретение позволяет создать новое вяжущее на основе молотого доменного гранулированного шлака и жидкого стекла путем введения в качестве замедлителя твердения нитрилтриметиленфосфоновую кислоту. 1 табл.

Вяжущее, включающее молотый доменный гранулированный шлак, жидкое стекло и замедлитель твердения, отличающееся тем, что в качестве замедлителя твердения оно содержит нитрилтриметиленфосфоновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.

Молотый доменный гранулированный шлак 98,0 98,198
Жидкое стекло 1,794 1,988
Нитрилтриметиленфосфоновая кислота 0,008 0,012т