БЕСЦЕМЕНТНОЕ ВЯЖУЩЕЕ Российский патент 2015 года по МПК C04B7/153 E21F15/00 

БЕСЦЕМЕНТНОЕ ВЯЖУЩЕЕ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к бесцементным составам вяжущих из отходов промышленности. Технический результат: повышение прочности бесцементного вяжущего (получение прочности в возрасте 28 суток не менее Ml00).

Известен состав бесцементного вяжущего [1], включающий молотый шлак сталеплавильного производства (мартеновский), после магнитной сепарации с отделением металлических включений - скрапа, зерен, и шлам, полученный нейтрализацией известью отработанных травильных растворов Магнитогорского калибровочного завода, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Шлак сталеплавильный (мартеновский) 90 Шлам 10

Недостатком известного состава является низкая прочность в возрасте 28 суток - 3,6 МПа.

Наиболее близким техническим решением являются бесцементные вяжущие смеси [2] измельченных в планетарных мельницах техногенных продуктов, содержащих шлак сталеплавильного производства (мартеновский, конверторный), после магнитной сепарации с отделением металлических включений (скрапа, зерен), и горелую породу с добавлением шлама, полученного нейтрализацией известью отработанного электролита кислотных аккумуляторов с плотностью раствора ρ=1,266 г/см³ (основные свойства электролита представлены в таблице 1), при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Шлак сталеплавильный (мартеновский, конверторный) 70-90 Горелые породы 5-25 Шлам 7-8

Бесцементные вяжущие данного состава также имеют недостаток: невысокую прочность в возрасте 28 суток 6,60-7,88 МПа.

Задачей предлагаемого изобретения является получение более высокой прочности в возрасте 28 суток (не менее M100). Это достигается за счет того, что в бесцементном вяжущем, включающем шлак сталеплавильного производства, горелые породы и шлам, полученный нейтрализацией известью отработанных кислотных электролитов, в качестве шлака сталеплавильного производства использован шлак электросталеплавильный, а в составе шлама взят электролит с плотностью раствора ρ=1,310 г/см³ (основные свойства электролита представлены в таблице 2), при следующем соотношении, масс. %:

Горелые породы 14 Шлак сталеплавильный (электросталеплавильный) 78 Шлам 8

Для приготовления заявляемого вяжущего применяются:

- шлак сталеплавильного производства (электросталеплавильный) ОАО «НКМК», химический состав которого в массовых процентах: SiO₂ - 20,84; Al₂O₃ - 8,10; FeO - 1,04; MnO - 0,55; CaO - 57,89; (в т.ч. СаОсвоб. - 0,71); MgO - 11,58;

- горелые породы шахтного отвала шахты Абашевская, химический состав которого в массовых процентах: SiO₂ - 49,18; Al₂O₃ - 17,62; Fe₂O₃ - 6,52; FeO - 1,66; CaO - 3,79; MgO - 7,61; SO₃ - 1,27; K₂O+Na₂O - 11,23; средняя плотность 1,8 г/см³; минералогический состав: глинистые сланцы - 48%, песчанистые сланцы - 27%, песчаники - 20%, углистые сланцы - 3%, карбонатные породы - 2%;

- шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов кислотных аккумуляторов с плотностью раствора ρ=1,310 г/см³.

Бесцементное вяжущее получали следующим способом: шлаки сталеплавильного производства (электросталеплавильные) после магнитной сепарации с отделением металлических включений - скрапа, зерен и горелые породы шахтного отвала размалывали в планетарных мельницах до удельной поверхности 340-350 м²/кг при массовом соотношении 1:0,18 и тщательно перемешивали в сухом виде. Полученную смесь затворяли шламом, полученным в результате нейтрализации известью отработанных электролитов кислотных аккумуляторов с плотностью раствора ρ=1,310 г/см³, водошламовым отношением - 0,37, тщательно перемешивая. Растекаемость полученной смеси с осадкой конуса 15,3 см. Смесь заливали в форму для образцов-кубов со стороной 7,07 см, образцы выдерживали в естественных условиях при температуре (20±3)°C и относительной влажности воздуха (95±5)%, ГОСТ 310.4-81. Испытания проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 310.2, ГОСТ 310.3, ГОСТ 310.4.

Прочность заявляемого вяжущего в возрасте 28 суток - 10,64 МПа (M100). Изобретение поясняется результатами испытаний, приведенных в таблице 3.

Из таблицы 3 видно, что заявляемый состав обладает большей прочностью по сравнению с прототипом.

Источники информации

1. Воронин К.М. Стабилизация структуры и свойств мартеновского шлака для повышения эффективности его использования в строительстве: Дис.канд. техн. наук. - Магнитогорск: 1997. - С. 63.

2. Корнеева Е.В. Бесцементные закладочные смеси на основе активированных шлаков сталеплавильного производства: Дис. канд. техн. наук. Новосибирск: 2011. - С.6.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к бесцементным составам вяжущих из отходов промышленности. Задачей изобретения является достижение более высокой прочности. Это достигается тем, что в составе шлама применяется кислотный электролит с плотностью раствора ρ=1,310 г/см³ а в качестве шлака сталеплавильного производства взят шлак электросталеплавильный. Технический результат - повышение прочности. Бесцементное вяжущее, включающее шлак сталеплавильного производства, горелые породы шахтного отвала и шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов кислотных аккумуляторов, содержит в качестве шлака сталеплавильного производства шлак электросталеплавильный, а в составе шлама использован электролит с плотностью раствора ρ=1,310 г/см³ при следующем соотношении, мас. %: горелые породы 14, шлак сталеплавильный - электросталеплавильный 78, шлам 8. 3 табл.

Бесцементное вяжущее, включающее шлак сталеплавильного производства, горелые породы шахтного отвала и шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов кислотных аккумуляторов, отличающееся тем, что в качестве шлака сталеплавильного производства взят шлак электросталеплавильный, а в составе шлама использован электролит с плотностью раствора ρ=1,310 г/см³, при следующем соотношении, мас. %:
Горелые породы 14 Шлак сталеплавильный - электросталеплавильный 78 Шлам 8