ВЯЖУЩЕЕ Российский патент 2007 года по МПК C04B7/153 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий на основе щелочных вяжущих.

Известно вяжущее (Авт. свид. СССР №446480, МПК³ С04В 7/20, 1974), включающее в себя шлак доменный гранулированный, карбонатный наполнитель, содощелочной плав.

Недостатком вяжущего является многокомпонентность системы и то, что щелочной компонент вводится в виде раствора (дополнительный узел для приготовления раствора).

Известно вяжущее (Авт. свид. СССР №436035, МПК³ С04В 7/20, 1974), включающее в себя шлак доменный, нефелиновый шлам, гипсовый камень.

Недостатком вяжущего является многокомпонентность системы, повышенная стоимость из-за того, что применяется гипсовый камень, необходимость очень тонкого помола (остаток на сите 008-5%).

Известно вяжущее (Патент РФ №2047576, МПК⁶ С04В 7/00, 1995), содержащее нефелиновый шлам, карбонат натрия, сульфат натрия, воду.

Недостатком является использование водных растворов компонентов.

Наиболее близким техническим решением является вяжущее (Патент РФ №2133233, МПК⁶ С04В 7/153, 1999), включающее в себя глину, известь, гидроксид натрия, шлак металлургического производства (доменный гранулированный шлак).

Недостатком вяжущего является многокомпонентность системы, повышенная стоимость из-за применения извести, гидроксида натрия, щелочной компонент вводится в виде раствора, для чего необходим дополнительный узел приготовления раствора.

Техническим результатом изобретения является удешевление вяжущего, расширение сырьевой базы за счет использования для производства многотоннажных отходов промышленности, снижение экологической напряженности с одновременным сохранением высокого качества вяжущего.

Вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, подвергнутый помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, и щелочной активатор, содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия - отход производства глинозема состава, мас.%: Na₂SO₄ не менее 60, Na₂СО₃ не более 30, SiO₂ не более 0,5, Al₂O₃ не более 3,0, Fe₂О₃ не более 0,4, влажность не более 30%, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, и дополнительно песок, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком и активатором до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, или золу-унос при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный активатор 0,5-2,0, указанный песок или зола-унос 30-48, указанный шлак остальное.

Шлак доменный является отходом металлургического производства, сульфат-карбонат натрия (ТУ 5510 РК 0020-1974) - отходом глиноземного производства, зола-унос ТЭС - отходом от сжигания углей. Речной песок - материал дешевый и доступный. Речной песок применяется как добавка в случаях, когда он дешевле шлака доменного.

Вяжущее производят следующим образом.

Шлак доменный при необходимости предварительно просушивают и в необходимой пропорции с сульфат-карбонатом натрия и песком загружают в мельницу, где производят помол смеси до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, или шлак доменный с сульфат-карбонатом натрия загружают в мельницу, где производят помол смеси до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, а потом добавляют золу-унос. Затем эту сухую смесь смешивают в смесителе с водой до влажности, необходимой для полусухого прессования изделий или прессования методом виброформования.

В нашем случае технология основана на формовании строительных изделий методом полусухого прессования при влажности 6-10%. Формованную массу засыпают в пресс-форму и при давлении не менее 10 МПа прессуют образцы. Отформованные образцы помещают в пропарочную камеру, где подвергают термовлажностной обработке при атмосферном давлении, температуре 95-100°С в течение не менее 6 часов.

По стандартной методике измеряют прочность образцов на сжатие и изгиб. Результаты в каждой серии усредняют. Усредненные значения прочностей приведены в таблице 3.

Их таблицы 3 видно, что из вяжущих по изобретению получаются изделия с высокими эксплуатационными характеристиками.

Таким образом, происходит удешевление вяжущего, расширение сырьевой базы за счет использования для производства многотоннажных отходов промышленности, снижение экологической напряженности с одновременным сохранением высокого качества вяжущего.

Таблица 1
Химический состав шлака доменногоСодержание компонентов в % (в среднем)SiO₂Al₂O₃CaOMgOTiO₂MnOBaOВлажностьСорт37,1713,9240,157,10,660,70,419,911Таблица 2
Химический состав сульфат-карбонат натрияСодержание компонентов в % (в среднем)Na₂SO₄Na₂CO₃SiO₂Al₂O₃Fe₂O₃ВлажностьНе менее 60Не более 30Не более 0,5Не более 3,0Не более 0,4Не более 30

Таблица 3 ПоказателиХарактеристики По изобретению Прототип 123456789Содержание         компонентов, мас.%         - шлак доменный9899,55069,55069,5989856,3- песок--4830------ зола----4830---- сульфат-2,00,52,00,52,00,5---карбонат натрия         - гидроксид------2,0-0,6натрия         - сульфат натрия-------2,0-- глина--------37,5- известь------ -5,6Прочность в         возрасте 1 сут,         МПа:         - на сжатие26,020,019,017,521,020,0351819,4- на изгиб3,53,03,02,83,02,94,23,1-Плотность, кг/м³19001900180018001600170019001900-Теплопроводность,0,70,70,60,60,50,50,70,7-Вт/м°С         

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий на основе щелочных вяжущих. Техническим результатом изобретения является удешевление вяжущего, расширение сырьевой базы за счет использования для производства многотоннажных отходов промышленности, снижение экологической напряженности с одновременным сохранением высокого качества вяжущего. Вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, подвергнутый помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г и щелочной активатор, содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия - отход производства глинозема состава, мас.%: Na₂SO₄ не менее 60, Na₂СО₃ не более 30, SiO₂ не более 0,5, Al₂O₃ не более 3,0, Fe₂О₃ не более 0,4, влажность не более 30%, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, и дополнительно песок, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком и активатором до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, или золу-унос при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный активатор 0,5-2,0, указанный песок или зола-унос 30-48, указанный шлак остальное. 3 табл.

Вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, подвергнутый помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, и щелочной активатор, отличающееся тем, что содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия - отход производства глинозема состава, мас.%: Na₂SO₄ не менее 60, Na₂СО₃ не более 30, SiO₂ не более 0,5, Al₂О₃ не более 3,0, Fe₂О₃ не более 0,4, влажность не более 30%, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, и дополнительно песок, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком и активатором до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, или золу-унос при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанный активатор0,5-2,0Указанный песок или зола-унос30-48Указанный шлакОстальное