Вяжущее Советский патент 1990 года по МПК C04B7/14 

Изобретение относится к вяжущим материалам и может быть использовано в промьшленности строительных материалов .

Цель изобретения - увеличение сроков схватывания и повышение прочности вяжущего.

Химические составы шлаков, которые используют в производстве вяжущего, представлены в табл. 1.

Химический состав нефелинового шлама следующий, мас.%: Si02 26-30; Alj,03 2,2-0,5; FegO, 2,1-5,5; CaO 52-59; MgO 0,2-1,8; 1-2,5.

Известно, что все минеральные вяжущие на основе жидкого стекла, мененного без замедлителя, обладают короткими сроками схватывания}из-за чего бетоны на их основе являются

нетехнологичными. Это в полной мере относится и к известному вяжущему, в основе которого как в составе нефелинового шлама, так и в составе доменного шлака лежит минерал /3 - . Минерал fi- , затворенный раствором жидкого стекла, схватывается мгновенно.

По той же причине быстрого схва- тывания в известном вяжущем наблюда- ется интенсивный набор прочности только в первые 3 сут, к 28 сут прочность изменяется незначительно, а в возрасте 3 мес ее можно считать без изменения в сравнении с месячной. Это указывает на то, что процесс гидратации идет только по поверхности, и в формировании прочности главную роль играют также поверхностные взаю

имодействия. Преобладающая часть зерна минерала остается непрореагировавшей вследствие образования поверхностных продуктов гидратации с высокой начальной плотностью. Введение в тако вяжущее фторида калия в сочетании с высоко магнезиальным шлаком от выплавки конструкционных сталей позволяет воздействовать на кинетику процесса следующим образом.

Ион F, образующийся при растворении фторида калия и характеризующийся высокой активностью, в присутствии магния внедряется в решетку минерала р- C.2,S путем замещения кислорода, что приводит к ее деформированию и тем самым обуславливает повышение химической активности минерала, а следовательно, и прочности продуктов гидратации. Роль магния сводится к фиксации новой структурной модификации. Эта модификация характеризуется заторможенной гидратацией, которая обусловлена замедлением первой ее стадии - растворения исходного минерала. Это создает условия для длительного протекания процесса гидратации по мере растворения исходного минерала, а следовательно, и длительного набора прочности.

Вместе с этим изменяется и морфология продуктов гидратации. Так, рент- геноструктурным анализом установлено, что наряду с низкоосновными гидроси- ликатами кальция в продуктах гидра- тации вяжущего содержится гидрофтор- силикат магния MggSi40,5(F,OH)2 , имеющий волокнистую структуру, что обеспечивает повышение прочности вяжущего при изгибе. Кроме того, высокое содержание в шлаке от выплавки конструкционных сталей оксида железа, в основном в активной закисной его форме, способствует образованию игольчатых

кристаллов, которые можно отнести к гидрофторферритам натрия что также приводит к повьш1ению прочности вяжущего при изгибе. Кроме того все фторсодержащие гидратные фазы от

Q

5

5

с

0

0

личаются высокой прочностью на сжатие, чем объясняется высокая конечная прочность предлагаемого вяжущего.

Пример. Нефелиновый шлам и шлаки, взятые в определенных соотно- рениях и помолотые до удельной поверх- йости 320 в шаровой лабораторной мельнице, подвергают испытанию на сроки схватывания путем затворе- ния их смесью жидкого стекла и фторида калия до получения теста нормальной густоты. Предел прочности при сжатии и изгибе определяли на образ- цах-балочках см, твердевших в естественных условиях.

Составы испытываемых и известных вяжущих представлены в табл. 2, а результаты, их испытаний - в табл. 3.

Техническая эффективность предлагаемого решения заключается в получении вяжущего с растянутыми сроками схватывания, интенсивно твердеющего как в начальные, так и в конечные, т.е. более отдаленные сроки, и отличающегося повьшенной прочностью при изгибе.

Формула изобретения

Вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, нефелиновый шлам и жидкое стекло, отличающее- с я тем, что, с целью увеличения сроков схватывания и повьш1ения прочности, оно содержит жидкое стекло с модулем 2,8-3,2 и дополнительно фторид калия и шлак от выплавки конструкционной стали при следующем соотношении компонентов, мас.%: Доменный гранулированный шлак10-20

Нефелиновый шлам 54-67 Жидкое стекло с модулем 2,8-3,2 (в пересчете на сухое вещество)5-10

Фторид калия1-3

Шлак от выплавки конструкционной стали 10-20

Т а б

лица 1

Изобретение относится к вяжущим материалам и предназначено для использования в промышленности строительных материалов. Для увеличения сроков схватывания и повышения прочности вяжущего оно содержит, мас.%: доменный гранулированный шлак 10-20, нефелиновый шлам 54-67, ждкое стекло с Мс=2,8-3,2 5-10 /в пересчете на сухое в-во/, фторид калия 1,3, шлак от выплавки конструкционной стали. Введение фторида калия в сочетании с высокомагнезиальным шлаком от выплавки конструкционных сталей позволяет растянуть процесс гидратации во времени, а следовательно, достигнуть длительного набора прочности. Начало схватывания от 45 мин до 1 ч 48 мин, конец от 1 ч 36 мин до 2 ч 18 мин, предел прочности при сжатии равномерно увеличивается с 49,2/5,6 МПа /12ч/ до 135,0/14,7 МПа/365 сут/. 3 табл.

Шля к

Содержание оксидов, мас.%

...h°it: i j f go 5о7 мпо |сг, оз