Бетонная смесь Советский патент 1985 года по МПК C04B28/26 C04B18/16 C04B18/18 C04B24/42 

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам бетонньк смесей, используемых для защиты газоотводящих сооружений тепловых электростанций, специального оборудования химических заводов, а также для изготовления кислотостойких ванн и полов, находящихся под воздействием растворов кислот.

Цель изобретения - повьщ1ение прочности бетона-через трое и семеро суток, а также повышение его кислотостойкости.

Примеры, иллюстрирующие изобретение и их физико-механические свойства приведены в табл, 1 и 2.

Продукт поликонденсации получается при синтезе и ректификации эфиров ортокремниевой кислоты и товарных продуктов этилсиликатов и представляет собой по фракционному составу смесь, содержащую, %: моноэфир 15,31 диэфир 36,82: триэфир остальное. Содержание SiOg в указанных полиэфирах составляет 60%.

Продукт поликонденсации содержит октаэтокситрисилоксан, представляющий собой полимер, имеющий пространственную структуру (SiOj),.

Бентонит-алюмосиликат, активированный серной кислотой, порошок белого или светло-серого цвета имеет следующий химический состав, мас.%: ЗЮг 59,18; Mg02,69-3,2; Al Oj 25,90 TiO 0,6-1; 2,05; MnO 1,1-1,5; CaO 3,55-4,5; ri.n.n. остальное.

Маточньшраствор после сатурации является отходом коксохимического производства, получаемым после пропускания коксового газа, содержащего аммиак, пиридиновые основания, через маточный раствор, содержащий 75 76%-ную серную кислоту. Маточньй раствор,- после сатурации содержит,мас.% Кислая соль бисульфата аммония (N114)2504 60 Легкие пиридиновые основания0,008 .

Фенолы0,980

Серная кислота5

Вода34

Цианидсульфат0,008

Ионы трехвалентного железа, алюминия и анионы хлора; ;.-0,004

Кислая соль бисульфата пиридина С НуШНгЗО Остальное

Стекольной бой - отход.стекольной промьшшенности фракции 0,14-5 мм, имеет следующий химический состав, мас.%: Sic,, 71,9; А1,,0з 1,75; 0,14; СаО 6,4; MgO 4,4; Tic,, 0,14; NajO/KjO 15; SO остальное

Улучшение физико-механических характеристик бетонной смеси объясняется тем, что при взаимодействии жидког натриевого стекла с продуктами поликонденсации полиэфиров ортокремниевой кислоты, алюмосиликатом маточного раствора сульфатного производства, .сремнефтористым натрием происходит несколько процессов:

2Mct O-SiOj . GHjO K«, (NH4}2504OtjHs

OCjHs

t 1

S;-0 - 5i

0. -St - OC,H« II

I

OCjHj OCjiHy

a) гидратация полиэфиров с вьщелением этилового спирта, который улетучивается, и образование полимеркремниевой кислоты:

ОНОНОН

HO-St4o-5fO-S -OK ,III

ОН

ОН

б) натриевое жидкое стекло при взаимодействии с серной кислотой образует ортокремниевую кислоту и сульфат натрия. Ортокремнивая кисЛота переходит в метакремниевую кислоту (процесс обратимый). Метакремниевая кислота распадается на гель кремниевой кислоты и воду:

ZNa O-SiOg. бН О -НгЗО - - 2Nc(jS04

- N2SiOg + HjO

SiO, гель

в) натриевое жидкое стекло взаимодействует с кремнефтористым натрием с образованием плавикового щпата и фторангидрида кремния,последний взаимодействует с водой с обра ванием геля кремния и фтористого водорода, который улетучивается. И виковый шпат взаимодействует с сер кислотой с образованием сульфата натрия и фтористого водорода, кото рый улетучивается: SiF +2Н20- 5i02+HFt 2NwF fHjSO - HFt + В результате комплекса химическ процессов образуется соединение сл ного химического и минералогическо состава, включающее полимеркремниевую кислоту, гель кремневой кислоты, сульфат натрия, сульфат аммо ния, алюмосиликаты. Наличие данных соединений приводит к увеличению прочности и коэффициента кислотост кости, так как происходит кольмата ция пор. (2Nc,j,0-SiOj- 6HjO)5, + y(5inOn.AOR)jn + (A«20,-SiO,).N«,,(MH4),50, о SiOj N«j SOv;NH4)j SO, (A{jOj Si 0)„ « . OHOHOH r , I 1 у HO- Si -f-O -Si-)- 0 -Si -OH LIt(IJ Бетонную смесь готовят следующи образом. В бетономешалку загружают тонкомолотую добавку диабазовую (андезитовую) муку, кремнефтористый-натрий, кварцевьй песок, смесь перемешивают в течение 3-5 мин, а затем добавляют стекольный бой - отходы стекольной промьшшенности,и смесь еще дополг нительно перемешивают 5 мин.- Жидкое натриевое стекло плотностью 1 ,42 г/см заливают в емкость, затем отдельно смешивают маточный раствор после сатурации с водой, продуктом поликонденсации полиэфиров ортокремниевой кислоты и бентонитом, актнированным серной кислотой. Указанную смесь смешивают с жидким натриевым стеклом. Приготовленную полимерсиликатную связку добавляют в бетономешалку и . перемешивают в течение 7 мин. Бетонную смесь наносят способом торкретрфования или обычным вибрационным методом. Предлагаемые составы обладают высокими прочностными характеристиками через трое и семеро суток, а также после обжига бетонной смеси при 110-500 с, высоким коэффициентом кислотостойкости (102-160%) по сравнению с известным и могут быть использованы для футеровки газоотводящих сооруже 1ий тепловых электростанций, спецоборудования химических заводов, железобетонных, кирпичных, металлическихконструкций металлургических заводов, а также изготовления кислотостойких полов. Таблица 1

БЕТОННАЯ СМЕСЬ, включаклцая жидкое натриевое стекло плотностью 1 ,40-1 ,42 г/см- ,кремнефтористый натрий, диабазовую или андезитовую муку, кварцевый песок и продукт поликонденсации полиэфиров ортокремниевой кислоты, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности бетона через трое и семеро суток, а также повышения его кис- лотостойкости, она содержит дополнительно стекольный бой фракции 0,145 мм, бентонит, активированньм серной кислотой, и маточный раствор после сатурации с содержанием 5%-ной серной кислоты - отход коксохимического производства, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Жидкое натриевое стекло плотностью 1,4-1,42 г/см 6,959-13,992 Кр.емнефтористый на:трий1,4-1,6 Диабазовая или андезитовая мука 22-24 Кварцевый песок Продукт поликонi денсации полиэфиров ортокремниевой кис(Л С лоты 0,09-0,126 Стекольный бой фракции 0,14-5 мм 38,5-41,3 Бентонит, активированный серной кислотой0,01-0,014 Маточньй раствор ч ю после сатурации с содержанием 5%-ной серной кислоты 00 отход коксохимисо ческого производства0,0008-0,001

Жидкое натриевое стекло плотностью 1,41,42 г/смз10,84765 6,959 Крейн и йфтористый натрий1 45 Диабазовая или андезитовая мука22,5 Кварцевый песок Продукт поликонденсации полиэфиров ортокремниевой кислоты 0,1 Т

10,008 13,9992 10,79705 0,126 Компоненты Стекольньй бой фракции 0,14-5 мм

Бентонит, активированный серной кис0,011 0,014 лотой

Маточный раствор после сатурации с, содержанием 5%-ной серной кислоты отход коксохимического производства

Продолжение табл.1

0,013

0,012 0,010

0,0009 0,0008 0,00095 Содержание компонеитов, нас. Z, в композиции inZlZIZIIZ ZIIIIZIZiZI 40,6805 41,3 40,3791 38,5 38,5190