СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО Российский патент 1998 года по МПК C04B9/12 

Изобретение относится к получению магнезиальных вяжущих веществ и может быть использовано в промышленности строительных материалов как заменитель портландцемента при изготовлении бетонов, растворов, железобетонных конструкций.

Известен способ получения магнезиального цемента путем обжига доломита при температуре 700-750^oC, измельчения обожженного продукта до остатка на сите 4900 отв/см² 15-22% смешения с раствором соли электролита и фосфатной добавкой [1]
Известен способ получения вяжущего путем обжига природного доломита при температуре 750-800^oC с последующим добавлением к полученному порошкообразному продукту портландцемента и хвостов горно-обогатительных фабрик [2]
Способ предусматривает водное затворение смеси при следующем соотношении компонентов, мас.

Обожженный доломит 22,5-23,1
Портландцемент 1,9 -2,5
Хвосты горно-обогатительной фабрики остальное.

Однако известное решение с предлагаемым соотношением компонентов используют при решении совершенно другой задачи для закладки выработанного пространства, создания искусственных массивов при разработке месторождений подземным способом.

Задачей настоящего изобретения является упрощение технологии производства конструкций и изделий на основе вяжущего из каустического доломита при сохранении высокой механической прочности, повышение гидравлических свойств и водоудерживающей способности растворных и бетонных смесей.

Поставленная цель достигается тем, что вяжущее получают путем обжига доломита на каустический с последующим его помолом и добавлением к нему портландцемента, при этом компоненты смеси берут в следующем соотношении, мас.

Каустический доломит 25 50
Портландцемент 50 75
Компоненты перемешивают и затворяют водой. При затворении водой каустического доломита и портландцемента вяжущее приобретает новое свойство - наращивать прочность в воде, не подвергая коррозии арматуру, функцию ранее используемого затворителя, например раствора хлористого магния MgCl₂, выполняют растворы клинкерных минералов и солей, содержащихся в портландцементе.

Известен способ замены солевого затворения полуобожженного каустического доломита водным с целью повышения прочности вяжущего (см. авт. св. СССР N 78813, от 18.05.48).

Согласно изобретению, к обожженному в интервале температур 600-650^oC доломиту добавляют в процессе помола 0,5-5% гипса с последующим затворением водой. Составными частями такого вяжущего являются воздушные вяжущие гипс и каустический доломит, поэтому даже при увеличении прочности вяжущего оно не обладает гидравлическими свойствами.

При совместном нахождении в водном растворе каустического доломита и портландцемента в указанных выше соотношениях (каустический доломит 25-50 мас. и портландцемент 50-75 мас.) наиболее интенсивно протекают сложные процессы гидратации клинкерных минералов. При взаимодействии с водой временно возникают пересыщенные и неустойчивые растворы, которые постепенно выделяют в раствор избыток твердых веществ. Скорость разложения и степень временного пересыщения растворов определяются химической природой клинкерных минералов. В этих растворах образующаяся пленка Mg(OH)₂ оказывается более растворимой и активное MgO каустического доломита вовлекается в процесс твердения. Полученный на таком вяжущем раствор обладает высокой водоудерживающей способностью по сравнению с раствором на портландцементе. Реакция взаимодействия Mg(OH)₂, MgO с компонентами раствора портландцемента сопровождается образованием гидросиликатов кальция, принимающих участие в процессе твердения раствора.

Экспериментальным путем установлено, что только такое соотношение компонентов вянущего приводит к достижению нового технического результата, не известного из уровня техники: повышению водоудерживающей способности, что обеспечивает пластичность смесей, гидравлических свойств и сохранению высокой механической прочности.

Кроме того, только такое соотношение компонентов обеспечивает возрастание механической прочности конструкций и изделий в воде.

Таким образом, изобретение не вытекает явным образом из уровня техники и имеет изобретательский уровень.

Оптимальное содержание компонентов для решения поставленной задачи подтверждено испытаниями, проведенными в лабораторных условиях.

Способ получения вяжущего осуществляется следующим образом.

Сырой доломит фракции 15-40 мм обжигали на каустический при температуре 750-800^oC в 35-метровой вращающейся печи. Затем осуществляли помол до тонкого измельчения. Добавляя портландцемент и перемешивая компоненты, смесь затворяли водой.

Для сравнения готовили смесь только из портландцемента, песка и воды. Компоненты взяты в мас.

В таблице приведены результаты исследований механической прочности и водоудерживающей способности растворов, приготовленных из каустического доломита, портландцемента марки 400 и песка.

Как видно из таблицы, с изменением содержания каустического доломита в растворах изменяются пластические свойства, отражающиеся на водоудерживающей способности, и механическая прочность образцов. Последняя резко уменьшается при содержании в растворах каустического доломита свыше 50% Водоудерживающая способность также уменьшается при содержании каустического доломита меньше 25% и свыше 50%
Таким образом, оптимальным содержанием следует считать растворы с содержанием в них каустического доломита от 25% до 50%
Следует отметить сохранение высокой механической прочности растворами при сравнительно высоком содержании каустического доломита, практически до 50% механическая прочность образцов уменьшается незначительно по сравнению с растворами на чистом портландцементе.

Как показали испытания, растворы обладают равномерностью изменения объема (стандартные испытания -кипячением образцов в воде) и сохраняют высокие гидравлические свойства.

Водостойкое вяжущее из доломита можно готовить на цементных заводах по производству портландцемента, используя существующее оборудование завода и для получения каустического доломита, который можно вводить в состав портландцемента при помоле клинкера. В порошкообразный каустический доломит можно добавлять портландцемент непосредственно на стройплощадке при изготовлении бетонов и растворов.

Применение предлагаемого способа получения водостойкого вяжущего по сравнению с существующими способами получения водостойкого магнезиального вяжущего обеспечивает следующие преимущества:
исключает приготовление, хранение и использование солевых затворителей при приготовлении растворов и бетонов, сохраняя при этом высокую механическую прочность;
расширяет область использования, так как позволяет применять магнезиальное вяжущее на основе доломита в производстве монолитного и сборного железобетона;
позволяет наращивать прочностные характеристики изделий на его основе в воде;
негигроскопично, обладает равномерностью изменения объема при тверждении;
сокращает использование дорогостоящего портландцемента и извести.

Учитывая, что производство каустического доломита несложно, имеет неограниченную сырьевую базу природный доломит, вместе с портландцементом затворяется водой, а по свойствам приближается к портландцементу, можно утверждать, что обеспечена экономия дорогостоящего портландцемента, что позволит получить значительный экономический эффект.

Изобретение относится к получению магнезиальных вяжущих веществ и может быть использовано в производстве строительных материалов как заменитель портландцемента при изготовлении бетонов, растворов, железобетонных конструкций. Водостойкое вяжущее получают путем обжига каустического доломита и последующего помола до тонкого измельчения. К обожженному каустическому доломиту добавляют портландцемент в соотношении: каустический доломит 25-50%, портландцемент 50-75%, компоненты перемешивают с последующим затворением водой. Предлагаемый способ расширяет область использования магнезиальных вяжущих веществ, исключает солевые затворители, повышает гидравлические свойства и пластичность бетонных и растворных смесей. 1 табл.

Способ получения вяжущего путем обжига доломита на каустический с последующим его помолом и добавлением к нему портландцемента, отличающийся тем, что указанные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.

Каустический доломит 25 50
Портландцемент 50 75б