ВЯЖУЩЕЕ Российский патент 1997 года по МПК C04B7/153 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве бетона, подвергающегося тепловлажностной обработке.

Известно вяжущее, включающее, мас. доменный гранулированный шлак 66-85; гипс 1-5; шлак производства низкоуглеродного феррохрома остальное [1]
Известно вяжущее, включающее, мас. портландцементный клинкер 49,2 - 51,02; гипс 1,8 2,2; доменный шлак 20,0-29,0; C-3 0,6-0,8; пыль газоочистки на основе SiO₂ 18,0-24,0; модифицированная Na₂SO₄ последрожжевая бражка 8,0-2,4[2]
Указанные известные вяжущие, выбранные за аналоги, имеют недостаточную прочность при изгибе, морозостойкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению является вяжущее, включающее, мас. гранулированный доменный шлак 62,0-94,5; щелочной компонент на основе Na₂O 3-12; портландцементный клинкер 1-15; фосфогипс 1-9; калий алюминий сульфат 0,5-2,0 [3]
Однако изделия, изготовленные из известного вяжущего, имеют недостаточную прочность при изгибе в раннем и проектном возрасте, морозостойкость и повышенную истираемость.

Задача изобретения устранение указанных недостатков.

Задача решается тем, что вяжущее, включающее портландцементный клинкер, доменный шлак, фосфогипс и активатор, содержит мелилитовый доменный шлак, содержащий геленит и окерманит, а в качестве активатора фосфогипс, термообработанный при 150^oC, и продукты сжигания каменного угля с pH 12-13, при следующем соотношении компонентов мас.

Указанный доменный шлак 65 70
Фосфогипс, термообработанный при 150^oC 5 6
Продукты сжигания каменного угля с pH 12-13 3 4
Портландцементный клинкер Остальное
Изобретение является новым, т. к. вся совокупность заявляемых существенных признаков не известна из уровня техники, а именно новыми по сравнению с наиболее близким аналогом являются содержание в вяжущем мелилитового доменного шлака, содержащего геленит и окерманит, и использование в качестве активатора фосфогипса, термообработанного при 150^oC, и продуктов сжигания каменного угля с pH 12-13 при указанном соотношении компонентов в мас.

Использование термообработанного фосфогипса, измельченного до удельной поверхности 4500 см²/г с pH 3,1-3,2, в сочетании с продуктами сжигания каменного угля с pH 12-13 /указанного соотношения мас./ по кислотно-основному механизму взаимодействия способствовало увеличению реакционной способности шлака, представленного геленитом и окерманитом, а также образованию достаточно большого количества новых цементирующих фаз, представленных низкоосновными гидросиликатами типа CSH /1/ и ксонотлитом 6CaO•6SiO₂•H₂O, которые имеют волокнистую структуру, а следовательно, увеличивают прочность при изгибе. Большое количество новообразований, а также их размер благоприятно влияют на создание прочной структуры камня, обладающей повышенной морозостойкостью и пониженной истираемостью.

Так как не был известен факт влияния указанных компонентов на технический результат, а новое соотношение указанных компонентов на технический результат, и новое соотношение указанных компонентов не было получено, следовательно, изобретение удовлетворяет требованиям изобретательского уровня.

Пример.

1. Компоненты сырьевой смеси: доменный шлак, фосфогипс, портландцементный клинкер, продукты сжигания каменного угля.

2. Фосфогипс, термообработанный при 150^oC, измельчают до удельной поверхности 4500 см²/г.

3. Дозируют доменный шлак, п/цементный клинкер, измельченный и термообработанный фосфогипс, продукты сжигания каменного угля в следующем соотношении, мас.

Доменный шлак, представленный геленитом и окерманитом 65 -70
Указанный фосфогипс 5 -6
П/цементный клинкер 22 -25
Продукты сжигания каменного угля 3 -4
4. Измельчают отдозированные компоненты сырьевой смеси до остатка на сите N 008, равного 5% и получают готовое вяжущее.

Определение требуемых физико-механических характеристик вяжущего произведены в соответствии с ГОСТ 310.3-76, ГОСТ 310.4-81. Морозостойкость, истираемость и температурно-усадочные деформации определялись на образцах из бетона состава, мас.

Вяжущее 25
Щебень, фр. 3-20 41
Песок с Мкр 2,1 24
Вода 10
Морозостойкость определялась по ГОСТ 10060-87, истираемость по ГОСТ 13087-81. Данные физико-механических испытаний бетона, вяжущего и состав вяжущего представлены в таблице.

Испытания усадки бетона проводились на образцах размером 4х4х16 см в нормально влажностных условиях. База измерения усадки бетона на образцах 145 мм. Измерения производились с помощью индикатора часового типа с ценой деления 0,01 мм. Продолжительность наблюдений 200 суток. Исследования деформации усадки показали, что деформация материала состава 1 /см. таблицу/ составляет 1,6% и заканчивается полностью к 60 суткам, деформации материала состава /2-28/ также незначительны и полностью заканчиваются к 40-45 суткам, деформация составляет 1,3-1,4%
Анализ данных таблицы показывает, что изобретение по сравнению с прототипом позволяет значительно улучшить технические характеристики вяжущего, а именно прочность при изгибе увеличилась на 72% морозостойкость увеличилась в 2,5 3 раза, истираемость уменьшилась на 25%

Использование: в промышленности строительных материалов. Сущность изобретения: вяжущее содержит доменный шлак, представленный геленитом и окерманитом, портландцементный клинкер, фосфогипс, термообработанный при 150^oC и измельченный до удельной поверхности 4500 см²/г с pH 12-13, при следующем соотношении компонентов, мас.% : доменный шлак, представленный геленитом и окерманитом 60-70; указанный фосфогипс 5-6; портландцементный клинкер 22-25; продукты сжигания каменного угля 3-4. 1 табл.

Вяжущее, включающее портландцементный клинкер, доменный шлак и активатор-фосфогипс, отличающееся тем, что оно содержит мелилитовый доменный шлак, содержащий геленит и окерманит, а в качестве активатора фосфогипс, термообработанный при 150^oС, и продукты сжигания каменного угля с рН 12 - 13 при следующем соотношении компонентов, мас.

Указанный доменный шлак 65 70
Фосфогипс, термообработанный при 150^oС 5 6
Продукты сжигания каменного угля с рН 12 13 3 4
Портландцементный клинкер Остальноен