СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО Российский патент 2014 года по МПК C04B7/28 

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к способу получения вяжущего на основе кислой каменноугольной золы, и может быть использовано при производстве строительных растворов и бетонов.

Известен способ получения известково-зольного вяжущего [Волженский А.В., Буров Ю.С., Виноградов Б.Н., Гладких К.В. Бетоны и изделия из шлаковых и зольных материалов (при твердении в пропарочных камерах и автоклавах). - М.: Стройиздат, 1969. С.154-159], при котором золошлаковый продукт (75-85%), известь кипелка (10-20%) и гипсовый камень (0-5%) совместно измельчают.

Однако в составе данного вяжущего присутствует малоактивный золошлаковый компонент, для активизации взаимодействия с известью и гипсом которого требуется повышение температуры (пропаривание или запаривание).

Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению является способ получения известково-зольного вяжущего [Костин В.В. Применение зол и шлаков ТЭС в производстве бетонов. - Новосибирск: НГАСУ, 2001. - 176 с., прототип], при котором вяжущее получали путем совместной механохимической активации высококальциевой золы (ВКЗ) 33-40%, кислой золы 50%, извести 8-15% и гипса 2%.

Однако в данном способе получения вяжущего используются высококальциевые золы-уноса, в составе которых уже присутствуют клинкерные минералы в количестве 15,82% (активность 4,0 МПа), способствующие твердению. Необходимость присутствия высококальциевой золы в составе вяжущего сдерживает его получение в регионах, где такая зола отсутствует.

Задачей заявляемого изобретения является получение вяжущего на основе кислой золы гидроудаления (активность 0 МПа), в составе которого путем механохимической активации будут синтезированы минералы, способствующие набору его прочности.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения вяжущего, включающего совместную механохимическую активацию измельчением кислого золошлака гидроудаления, извести и гипса, согласно заявляемому изобретению используют при указанном измельчении указанный золошлак с содержанием потерь при прокаливании 15,11%, активностью 0 МПа и крупностью не более 1 мм, известь гидратную свежеприготовленную крупностью не менее 500 мкм и гипс двуводный при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный золошлак 54,8-78,4; указанная известь 18,9-41,1; гипс двуводный 2-5,6.

Непрерывный подвод механической энергии при измельчении вызывает изменение строения и состава минералов исходных компонентов. В результате механохимической активации происходит аморфизация минералов кристаллической фазы, происходит деструкция алюмосиликатных компонентов золошлаков. Происходит дегитратация Са(ОН)₂ до СаО и CaSO₄·2H₂O до CaSO₄·0,5 H₂O. Вода, содержавшаяся в гидротированной золе и вновь образованная в результате дегидратации, способствует протеканию реакции силикатообразования.

Механохимическая активация также способствует накоплению на поверхности частиц различного рада нарушений и дефектов, которые изменяют энергетическое состояние поверхности материала. В результате происходит увеличение реакционной способности частиц вяжущего: ускоряются процессы схватывания и твердения вяжущего.

Способ получения вяжущего осуществляется следующим образом.

К кислой золе гидроудаления влажностью не более 15% (крупностью не более 1 мм) добавляют необходимое количество свежепроготовленной гидратной извести (крупностью не менее 500 мкм) и двуводного гипса. В качестве кислой золы используют золошлак гидроудаления, полученный при сжигании Улуг-Хемских углей(химический состав представлен в таблице 1). Использование свежеприготовленной гидратной извести позволяет исключить негативное влияние карбонатов в составе вяжущего, образующихся в результате карбонизации гидроксида кальция. Полученную смесь перемешивают и активируют в центробежно-эллиптической мельнице непрерывного действия.

Таблица 1 SiO₂ TiO₂ Аl₂O₃ Fе₂О₃ MnO MgO CaO Na₂O К₂О Р₂O₅ BaO П.п.п 43,77 0,684 14,1 9,86 0,134 3,45 9,51 1,21 1,42 0,097 0,097 15,11

Зольный камень получали затворением механоактивированного вяжущего водой до нормальной густоты теста.

Таблица 2 Состав сырьевой меси и свойства вяжущего Показатели для состава сырьевой смеси №1 №2 №3 Прототип Не акт. Акт. Не акт. Акт. Не акт. Акт. ВКЗ - - - 40 Кислая зола 54,8 75,5 78,4 50 Известь (гидратная) (41,1) (18,9) (19,6) 8 Гипс 4,1 5,6 2 2 Прочность на сжатие после 28 сут, МПа 6,42 8,52 7,96 10,5 7,72 9,85 9,5 Прочность при сжатии после термообработки, МПа - - 36,5 - 0

Как видно из представленной таблицы 2, с помощью механохимической активации смеси, включающей кислую золу гидроудаления, гидратную известь и гипс, можно получить при нормальном твердении зольный камень прочностью 10,5 МПа, что в 1,1 раз больше по сравнению с прототипом. При твердении вяжущего в условиях термообработки (179°С, давлении автоклава 10 атм) можно получить зольный кирпич прочностью 36,5 МПа.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к способу получения вяжущего на основе кислой каменноугольной золы, и может быть использовано при производстве строительных растворов и бетонов. В способе получения вяжущего, включающем совместную механохимическую активацию измельчением кислого золошлака гидроудаления, извести и гипса, используют при указанном измельчении указанный золошлак с содержанием потерь при прокаливании 15,11%, активностью 0 МПа и крупностью не более 1 мм, известь гидратную свежеприготовленную крупностью не менее 500 мкм и гипс двуводный при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный золошлак 54,8-78,4, указанная известь 18,9-41,1, гипс двуводный 2-5,6. Технический результат - повышение прочности. 2 табл.

Способ получения вяжущего, включающий совместную механохимическую активацию измельчением кислого золошлака гидроудаления, извести и гипса, отличающийся тем, что используют при указанном измельчении указанный золошлак с содержанием потерь при прокаливании 15,11%, активностью 0 МПа и крупностью не более 1 мм, известь гидратную свежеприготовленную крупностью не менее 500 мкм и гипс двуводный при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный золошлак 54,8-78,4; указанная известь 18,9-41,1; гипс двуводный 2-5,6.