ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЯЖУЩЕГО Российский патент 2023 года по МПК C04B7/00 

Изобретение относится к вяжущим веществам и может найти применение в производстве строительных материалов и в строительстве.

Известен ряд вяжущих, включающий различные техногенные отходы промышленности [Патент RU2148041 Сухая цементная смесь. Опубл. 27.04.2000;], недостатком которых являются относительно низкое качество вяжущего.

Наиболее близким к предлагаемому, принятому за прототип, является шихта для производства вяжущего, включающий портландцемент и стеклопорошок из боя тарного стекла с удельной поверхностью 500 м²/кг [Бондаренко Н.И и др. Разработка составов вяжущего с использованием стеклоотходов, Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, том 7, 1, 2022г.]

Недостатками прототипа являются низкое качество вяжущего, высокая материалоёмкость.

Изобретение направлено на расширение арсенала средств и повышение качества вяжущего.

Это достигается тем, что шихта для производства вяжущего, включает портландцемент и стеклопорошок из стеклобоя тарного стекла, отличается тем, что она содержит стеклопорошок с удельной поверхностью 6500 см²/г, состоящий из смеси стеклобоя тарного и оконного стекол в соотношении 1:1 и при следующим соотношении компонентов, мас. %:

Стеклопорошок из смеси стеклобоя тарного и оконного стекла – 30-50;

Портландцемент – 50-70.

Характеристики компонентов.

В качестве исходного материала брали портландцемент, например производства ОАО «Сребряковцемент» марки ЦЕМ II/A 42,5Н по ГОСТ 31108-2016 следующего химического состава (таблица 1).

Таблица 1

Химический состав портландцемента

CaO SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃ MgO SO₃ R₂O п.п.п. 62,44 21,29 5,72 3,37 2,09 2,83 1,21 1,10

Химический состав листового и тарного стекла представлен в таблице 2.

Таблица 2

Химический состав листового и тарного стекла

Наименование стекла Массовое содержание, % SiO₂ Al₂O₃ CaO MgO Na₂O Fe₂O₃ SO₃ листовое стекло 72,0 1,9 6,7 4,2 14,8 0,22 0,3 тарное стекло 69,7 3,21 6,01 3,59 14,59 0,46 0,37

Предварительно измельчали стеклобой листового и тарного стекла при соотношении 1:1 в щековой дробилке, затем домалывали измельченное стекло в центробежно-планетарной мельнице до удельной поверхности 6500 см²/гр.

После помола смеси листового и тарного стекла в центробежно-планетарную мельницу загружали портландцемент и стеклопорошок и производили домалывание смеси до 6500 мм²/г. Размеры смеси частиц стекла и портландцемента составляли 3,4-3,6 мкм.

Для определения физико-механических характеристик полученного вяжущего, проводили следующие исследования.

Из полученной смеси формовали образцы в виде кубиков 30х30х30 мм при водоцементном соотношении (В/Ц) 0,23. В качестве пластифицирующей добавки использовали суперпластификатор «Melflux 1641», который добавляли в смесь сверх 100% - 0,16%.

После твердения на воздухе в течение 24 часов кубики извлекали из формы и подвергали тепловлажностной обработке в пропарочной камере LOIP в течение 6 часов при температуре 83ºС.

Прочность на сжатие кубиков проводили на гидравлическом прессе ПМГ-100 МГ4.

Результаты исследований представлены в табл. №3.

Таблица 3

Физико-механические показатели вяжущего

№ Стеклопорошок
мас. Портландцемент
мас. Прочность на сжатие, МПа 1 20 80 48,6 2 30 70 51,9 3 40 60 60,0 4 50 50 51,8 5 60 40 48,2 Прототип 38,0-41,9

Как видно из таблицы, наилучшие результаты получены при оптимальных соотношениях компонентов смеси: стеклопорошок 30-50% , портландцемент 50-70%.

В процессе совместного помола, где происходит домалывание компонентов, механоактивация частиц стекла с частицами портландцемента приводит к протеканию твердофазных реакций за счет увеличения поверхностной и внутренней энергии всех частиц и смещения лимитирующей стадии из диффузионной области в кинетическую.

При увеличении в смеси стеклопорошка более 50% прочность вяжущего падает. При снижении его содержания менее 30% - прочность так же снижается.

При содержании портландцемента менее 50% и более 70% прочностные характеристики вяжущего так же падают.

Пример исполнения (пример 3 , табл.3)

В качестве примера готовили состав 3 (таблица 3)

Измельчали 1 кг стеклобоя листового и 1 кг тарного стекла в щековой дробилке, затем домалывали измельченное стекло в центробежно-планетарной мельнице до удельной поверхности 6500 см²/г.

К полученному стеклопорошку в центробежно-планетарную мельницу загружали 3 кг портландцемента и производили домалывание смеси до 6500 мм²/г.

Смесь извлекали и формовали образцы в виде кубиков 30х30х30 мм при водоцементном соотношении (В/Ц) 0,23. В качестве пластифицирующей добавки использовали суперпластификатор «Melflux 1641», который добавляли в смесь сверх 100% - 0,16%.

После твердения на воздухе в течение 24 часов кубики извлекали из формы и подвергали тепловлажностной обработке в пропарочной камере LOIP в течение 6 часов при температуре 85ºС. Испытания образцов проводили по стандартным методикам. Прочность на сжатие составляла 60,0 МПа.

Изобретение относится к вяжущим веществам и может найти применение в производстве строительных материалов и в строительстве. Шихта для производства вяжущего, включающая портландцемент и стеклопорошок из стеклобоя тарного стекла. Шихта содержит стеклопорошок с удельной поверхностью 6500 см²/г, состоящий из смеси стеклобоя тарного и оконного стекол в соотношении 1:1 и при следующим соотношении компонентов, мас. %: стеклопорошок из смеси стеклобоя тарного и оконного стекла - 30-50; портландцемент - 50-70. Техническим результатом является расширение арсенала средств и повышение качества вяжущего. 3 табл., 1 пр.

Шихта для производства вяжущего, включающая портландцемент и стеклопорошок из стеклобоя тарного стекла, отличающаяся тем, что она содержит стеклопорошок с удельной поверхностью 6500 см²/г, состоящий из смеси стеклобоя тарного и оконного стекол в соотношении 1:1 и при следующим соотношении компонентов, мас. %:

стеклопорошок из смеси стеклобоя тарного и оконного стекла 30-50 портландцемент 50-70