ВЯЖУЩЕЕ Российский патент 2006 года по МПК C04B7/153 

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в промышленности строительных материалов для изготовления растворов и бетонов различного назначения.

Известно вяжущее, содержащее гранулированный доменный шлак и активатор твердения - соду кальцинированную (Щелочные и щелочноземельные гидравлические вяжущие и бетоны / Под. ред. Глуховского В.Д. - Киев: Вища школа. - 1979).

Недостатком такого вида вяжущего является невысокая прочность при сжатии и повышенный расход гранулированного доменного шлака.

Наиболее близким к изобретению является вяжущее, состоящее из гранулированного доменного шлака, известкового активатора и отработанной формовочной смеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: гранулированный доменный шлак 60%, известковый активатор 20% и отработанная формовочная смесь 20% (В.Ф.Завадский, С.А.Панов. Исследование активности, степени белизны и водоудерживающей способности доменного гранулированного шлака. // Известия вузов. Строительство. - №10 - 2002. - с.59-64).

Недостатком указанного состава является невысокая прочность при сжатии.

Изобретение направлено на повышение прочности при сжатии, снижение себестоимости и расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих.

Результат достигается тем, что вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, активатор твердения и отработанную формовочную смесь, согласно изобретению содержит отработанную формовочную смесь ОАО «КАМАЗ-Металлургия», а в качестве активатора твердения раствор соды кальцинированной технической, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гранулированный доменный шлак47,7-86,5указанная отработанная формовочная смесь9,7-47,7сода кальцинированная техническая (в пересчете на сухое вещество)3,8-4,6

В качестве алюмосиликатной составляющей шлакощелочного вяжущего используют гранулированные доменные шлаки, соответствующие ГОСТ 3476-74 "Шлаки доменные и электротермофостфорные гранулированные для производства цементов". Для изготовления образцов использовали гранулированный доменный шлак Орско-Халиловского металлургического комбината. Химический состав шлака представлен в табл.1.

Таблица 1Содержание соединений, мас.%Модуль основностиSiO₂CaOAl₂O₃MgOMnOFe₂O₃TiO₂Na₂OK₂OP₂O₃SO₃40,0242,028,226,260,36<0,10,360,440,660,041,451,0

Для затворения шлакощелочных вяжущих использовали раствор соды кальцинированной технической, соответствующей ГОСТ 5100-85, производства Стерлитамакского АО "Сода" плотностью 1150 кг/м³.

Использовалась отработанная формовочная смесь предприятия ОАО «КАМАЗ-Металлургия». Химический состав отработанной формовочной смеси представлен в табл.2

Таблица 2Содержание соединений, мас.%SiO₂CaOAl₂O₃Fe₂O₃п.п.п.88-940-0,80,2-0,91,1-1,94,2-8,4

Образцы для испытания готовят следующим образом.

Предварительно высушенный до влажности не более 1% гранулированный доменный шлак подвергали помолу до удельной поверхности 280-320 м²/кг. Отработанную формовочную смесь (ОФС) размалывали до удельной поверхности 700-800 м²/кг. Компоненты тщательно смешивали и затворяли водным раствором соды кальцинированной.

При этом соотношение компонентов принимают следующим, мас.%:

гранулированный доменный шлак47,7-86,5отработанная формовочная смесь9,7-47,7сода кальцинированная техническая (в пересчете на сухое вещество)3,8-4,6

Образцы изготавливали из теста нормальной густоты в соответствии с требованиями ГОСТ 310.3-76*. Прочность образцов шлакощелочного вяжущего определяли после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 ч при температуре изотермического прогрева 95±5°C. Результаты испытаний предложенных вяжущих представлены в табл.3.

Таблица 3№КомпонентыСостав, мас.%Прочность образцов при сжатии, МПа1234прототипГранулированный6025 шлак   ОФС20  Известь негашеная20 КонтрольныйГранулированный96,463,0 шлак  составСода кальцинированная3,6 1Гранулированный86,567,7 шлак   ОФС9,7  Сода кальцинированная3,8 2Гранулированный76,871,2 шлак   ОФС19,2  Сода кальцинированная4,0 3Гранулированный шлак67,172 ОФС28,7  Сода кальцинированная4,2 4Гранулированный57,469,6 шлак   ОФС38,2  Сода кальцинированная4,4 5Гранулированный47,763,3 шлак   ОФС47,7  Сода кальцинированная4,6 

Из приведенных данных следует, что содержание отработанной формовочной смеси в составе вяжущего без снижения его прочности может составить от 9,7 до 47,7%. Введение отработанной формовочной смеси в количестве 30% приводит к повышению прочности на 27,7% по сравнению с контрольным составом и на 190% по сравнению с прототипом. При введении отработанной формовочной смеси в количестве более 47,7% прочность падает.

Таким образом, использование отработанной формовочной смеси позволяет заменить до 50% шлака без снижения прочности образцов, что дает возможность снизить стоимость шлакощелочных вяжущих, а также позволяет утилизировать крупнотоннажные отходы литейной промышленности. Кроме того, отработанная формовочная смесь в оптимальном количестве способствует повышению прочностных характеристик вяжущего.

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в промышленности строительных материалов для изготовления растворов и бетонов различного назначения. Техническим результатом является повышение прочности при сжатии, снижение себестоимости и расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих. Вяжущее, содержащее гранулированный доменный шлак и активатор твердения, содержит отработанную формовочную смесь ОАО "КАМА3-Металлургия", а в качестве активатора твердения - раствор соды кальцинированной технической при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный шлак 47,7-86,5, указанная формовочная смесь 9,7-47,7 и указанная сода (на сухое вещество) 3,8-4,6. 3 табл.

Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, активатор твердения и отработанную формовочную смесь, отличающееся тем, что содержит отработанную формовочную смесь ОАО "КАМА3-Металлургия", а в качестве активатора твердения раствор соды кальцинированной технической при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гранулированный доменный шлак47,7-86,5Указанная отработанная формовочная смесь9,7-47,7Сода кальцинированная техническая (в пересчете на сухое вещество)3,8-4,6