СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО РАСТВОРА Российский патент 2006 года по МПК C04B28/04 C04B111/20 

Изобретение относится к технологии материалов гидратационного твердения и может быть использовано для получения строительных растворов с низким содержанием естественных радионуклидов (ЕРН).

Известен способ приготовления строительного раствора, заключающийся в обработке инертных заполнителей слабым раствором щавелевой кислоты концентрации 10^-1-10^-2 г-моль/л, а затем щелочью концентрацией 10^-1-10^-3 г-моль/л с последующим смешением с портландцементом и водой (SU №1186598, С 04 В 20/02, 1985).

Недостатком этого способа является сложность обработки заполнителей, и, кроме того, он не позволяет снизить содержание радия-226, тория-232 и калия-40 в строительном растворе.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления строительного раствора путем обработки песка мелкодиспергированным водным раствором сильных кислот с константой диссоциации K=10^-1-10^-3 при концентрации 10^-3-10^-5 моль/л или водным раствором слабых кислот с константой диссоциации 10^-4-10^-7 при концентрации 10^-1-10^-3 моль/л и выдерживанием перед смешением с вяжущим в течение 10-50 мин (SU № 675029, С 04 В 31/40, 1979).

Недостатками этого способа являются длительность обработки и то, что он не обеспечивает получение раствора с низким содержанием естественных радионуклидов.

Задача изобретения - создание растворимых форм радионуклидов радия-226, тория-232 и калия-40.

Технический результат - снижение содержания естественных радионуклидов в строительном растворе, сокращение времени обработки заполнителя, повышение предела прочности при сжатии.

Это достигается тем, что в способе приготовления строительного раствора, заключающемся в предварительной обработке мелкого заполнителя раствором соляной кислоты и последующем перемешивании его с портландцементом и водой, в качестве мелкого заполнителя используют глауконитовый песок - отход обогащения фосфоритного производства в количестве 67 мас.%, а указанную обработку производят 0,03-0,3% раствором соляной кислоты с последующей промывкой водой и обезвоживанием. Кроме того, глауконитовый песок обрабатывают в течение 5-10 мин.

Глауконитовый песок - хвосты обогащения фосфоритного производства представляет собой сыпучий материал зеленоватого цвета следующего химического состава, %: SiO₂ - 90,1; Al₂O₃ - 1,3; Fe₂O₃ - 2,2; FeO - 0,4; TiO₂ - 0,15; CaO - 2,0; MgO - 0,3; K₂O+Na₂O - 1,2; P₂O₅ - 1,4; SO₃ - 0,4; F - 0,13; п.п.п. - 0,42.

При данном способе приготовления строительного раствора снижение содержания естественных радионуклидов происходит за счет удаления оксидной пленки железа и алюминия с поверхности заполнителя, химического взаимодействия соляной кислоты с соединениями радия-226, тория-232 и калия-40, находящимися в адсорбированном виде на поверхности зерен глауконитового песка в порах, трещинах, железистых и алюминатных пленках. При этом образуются водорастворимые формы хлорида радия, тория и калия. Хлорид радия RaCl₂ имеет растворимость 25 г на 100 г воды, ThCl₄ - 55,6 г на 100 г воды, KCl - 34,6 г на 100 г воды.

Пример. Глауконитовый песок заливают 0,3% раствором соляной кислоты, выдерживают в течение 5-10 мин, промывают чистой водой и обезвоживают.

Портландцемент (33 мас.%) и глауконитовый песок (67 мас.%) перемешивают, добавляют воду (водоцементное отношение - 0,65), еще раз перемешивают и формуют образцы-балочки. После пропаривания по режиму 3+5+3 ч их испытывают.

Примеры реализации способа и свойства строительного раствора представлены в табл. 1, 2.

Таблица 1
Условия обработкиПримерКонцентрация соляной кислоты, %Время обработки водным раствором соляной кислоты, мин10-20,031030.31043105 (прототип)2-10^-5 моль/л20

Таблица 2Характеристики растворовПримерУдельная активность радионуклида, Бк/кгЭффективная удельная Предел прочности при  радий - 226торий - 232калий - 40активность, А_эфф, Бк/кгсжатии, МПа164,911,6315,0107 6,9258,06,7267,08910,9343,22,3126,0578,7439,12,2117,0528,55(прототип)Данные не приводятся-8,42

Из табл. 2 видно, что при данном способе достигается технический результат. Содержание радия-226 снижается до 40%, тория-232 до 81%, калия-40 до 63%, эффективная удельная активность до 49% по сравнению с необработанным соляной кислотой заполнителем. Кроме того, предел прочности при сжатии по сравнению с прототипом увеличивается на 23-29%.

Изобретение может быть использовано для изготовления строительных растворов. Технический результат - снижение содержания естественных радионуклидов в строительном растворе, сокращение времени обработки заполнителя, повышение предела прочности при сжатии. В способе приготовления строительного раствора, заключающемся в предварительной обработке мелкого заполнителя раствором соляной кислоты и последующем перемешивании его с портландцементом и водой, в качестве мелкого заполнителя используют глауконитовый песок - отход обогащения фосфоритного производства в количестве 67 мас.%, а указанную обработку производят 0,03-0,3% раствором соляной кислоты с последующей промывкой водой и обезвоживанием. Время указанной обработки составляет 5-10 мин. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ приготовления строительного раствора, заключающийся в предварительной обработке мелкого заполнителя раствором соляной кислоты и последующем перемешивании его с портландцементом и водой, отличающийся тем, что в качестве мелкого заполнителя используют глауконитовый песок - отход обогащения фосфоритного производства в количестве 67 мас.%, а указанную обработку производят 0,03-0,3%-ным раствором соляной кислоты с последующей промывкой водой и обезвоживанием.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время указанной обработки составляет 5-10 мин.