Вяжущее Советский патент 1991 года по МПК C04B7/153 

Изобретение относится к химии, а более конкретно к шлакощелочным вяжущим, и может быть использовано для получения высокопрочных и кислотостойких материалов.

Цель изобретения - повышение химической стойкости к действию горячих разбавленных растворов серной кислоты с температурой до 100°С при уменьшении изменения объема и массы искусственного камня, эксплуатируемого в кислых средах.

Камень, полученный на основе предлагаемого вяжущего, отличается коррозионной стойкостью к действию сред с повышенным содержанием магниевых солей (MgCIa и МдЗСм) коэффициент стойкости

в 3%-ных растворах MgCl2 и MgS04 после 12 мес.х ранения изменяется от 0,97 до 1,02.

Недостатком известного технического решения является пониженная химическая стойкость к действию горячих разбавленных растворов кислот, а также значительное изменение объема и массы образцов (более 30%) при эксплуатации их в кислых средах. Данное явление обусловлено особенностями фазового состава продуктов гидратации рассматриваемого вяжущего, в частности формированием слоистых силикатов магния (серпентина, антигорита, сепиолита), обладающих низкой кислотостойкостью.

О

ы

ю

Приготовление вяжущего осуществляют следующим образом.

Предварительно дегидратированную при t 700°C серпентинитовую породу и прит 900°Стальксодержащую породу сме- шивают в заданном соотношении с высушенным до влажности не более 2-1,5 мас.% доменным гранулированным шлаком и измельчают в шаровой мельнице до тонины помола, соответствующей удельной по- верхности (по прибору ПСХ-2) не менее 320-350 м2/кг. Продукт измельчения затворяют растворами натриевого стекла (Мс 2-2,8).

В табя, 1 приведен химический состав серпентинитовой породы.

В табл. 2 приведен состав тальксодер- жащей породы.

В качестве серпентинитовой могут быть использованы асбест или асбе- стовые отходы (табл. 1), а в качестве тальк- содержащей породы - талькиты с содержанием талька более 75 мас.%, (табл. 2).

Образцы вяжущего твердеют как в есте- ственных условиях, так и в процессе тепло- влажностной обработки, превращаясь с течением времени в прочный кислотостойкий материал. Механизм гидратации вяжущего следующий; алюмосиликатное стекло доменного гранулированного шлака и дегидратированные магнийсиликатные породы (серпентинитовая и тальксодержащая) разрушаются натриевым растворимым стеклом с образованием гелевидной фазы, представленной низкоосновными гидросиликатами кальция тоберморитового ряда, армированной кальциймагниевыми гидросиликатами - моноклинными амфиболами типа тремолита CaMg5Sie(OH)2, обладающи- ми повышенной кислотостойкостью. В щелочной среде дегидратированный тальк в сочетании с дегидратированной серпентинитовой породой выступает в роли кристал- лохимическогоинтенсификатора

твердения, способствует направленному образованию силикатных структур типа моноклинных амфиболов.

В то же время, при использовании в составе предлагаемого вяжущего в качестве магнийсиликатной добавки только дегидратированной серпентинитовой породы наблюдается направленный синтез слоистых силикатов магния типа серпентина и анти- горита, а при введении только дегидратиро- ванной тальксодержащей породы скорость образования моноклинных амфиболов незначительна вследствие низкой основности гидрзтируемой вяжущей системы.

Образовавшиеся при гидратации предлагаемого состава вяжущего гидратные фазы, включающие тонковолокнистые и плотные разновидности названных минералов, армируют искусственный камень и способствуют получению кислотостойкого материала с высокими прочностными характеристиками.

Технология производства изделий на основе предлагаемого вяжущего не отличается от технологии производства изделий на основе других кислотостойких шлакоще- лочных вяжущих.

В табл. 3 приведен химический состав используемых сырьевых материалов.

Кислотостойкость вяжущего в горячих растворах кислоты определяли следующим образом.

Из раствора состава 1:3 (вяжущее:пе- сок) нормальной консистенции изготовляли образцы размером 1X 1 X 6 см и исследовали их коррозионную стойкость после тепло- влажностной обработки в растворах серной кислоты при 100°С.

В табл. 4 приведены составы вяжущего и результаты определения кислотостойко- сти. Техническая сущность изобретения заключается в создании кислотостойкости вяжущего, служащего основой для получения искусственного камня, пригодного для эксплуатации в условиях действия горячих растворов кислых сред. Бетоны на основе заявляемого вяжущего могут быть использованы в производстве конструкций специального назначения.

Формула изобретения

Вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, натриевое растворимое стекло и дегидратированную серпентинитовую породу, отличающее- с я тем, что, с целью повышения химической стойкости к действию горячих разбавленных растворов серной кислоты с температурой 100°С при уменьшении изменения объема и массы искусственного камня, эксплуатируемого в кислых средах, оно дополнительно содержит дегидратированную тальксодержащую породу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Натриевое растворимое стекло

(Мс 2-2,8)7-9

Дегидратированная серпентинитовая порода 11,2-13,8

Дегидратированная тальксодержащая порода 2,8-9,2

Доменный гранулированный шлакОстальное

Таблица 2

Изобретение предназначено для использования в промышленности строитель- ных материалов при получении кислотостойких шлакощелочных вяжущих и бетонов на их основе. Цель изобретения - повышение химической стойкости к действию горячих разбавленных растворов сер1 ной кислоты с температурой 100°С при уменьшении изменения объема и массы искусственного камня, эксплуатируемого в кислых средах. Для этого вяжущее содержит, мас.%: натриевое растворимое стекло 7-9; дегидратированная серпентинитовая порода 11,2-13,8; дегидратированная тальк- содержащая порода 2,8-9,2; доменный гранулированный шлак - остальное. Искусственный камень, полученный на основе вяжущего состава, мас.%: доменный гранулированный шлак 79; дегидратированная серпентинитовая порода 11,2; дегидратированная тальксодержащая порода 2,8; натриевое растворимое стекло (Мс 2,8) 7, после действия кислоты с концентрацией 10 г/л характеризуется коэффициентом стойкости Кс 1,06, потерей объема 1 %, потерей массы 12,8, а после действия раствора кислоты с концентрацией 20 г/л Кс 0,98; потеря массы 15%, потеря объема 4%. 4 табл.

Примечание. В числителе приведены предельные содержания оксидов, в знаменателе - действительные содержания оксидов в используемых сырьевых материалах.

Таблица 3