Вяжущее Советский патент 1992 года по МПК C04B7/153 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к шлакощелочным вяжущим на основе кислых ваграночных шлаков, и может быть использовано при изготовлении растворов и бетонов на его основе.

Известно вяжущее, включающее ваграночный шлак, цементную пыль-унос и портландцемент.

Известно вяжущее, включающее ваграночный граншлак, силикатное или карбонатное соединение щелочного металла и доменный граншлак при следующем соотношении компонентов, мас.%: ваграночный граншлак 45-80, кальцинированная сода или метасиликат натрия 5-10, доменный граншлак 10-50.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее, включающее, мас.%: ваграночный

граншлак 30-40: щелочной раствор - маточная жидкость 4-11; портландцемент 10-15; золошлаковая смесь остальное.

Недостатками известного вяжущего являются низкие пластичность и трещино- стойкость.

Целью изобретения является повышение пластичности и трещиностойкости.

Поставленная цель достигается тем, что вяжущее, включающее ваграночный граншлак фракционного состава, мас.%: 0,06-0,07 мм-5-15,0,07-0,08 мм-70-80,0,08-0,095 мм 10-13,5 и 0,095-0,1 мм 1,5-5 щелочной компонент, портландцемент и кремнеземисто шлаковую добавку, содержит в качестве кремнеземисто-шлаковой добавки отработанную формовочную смесь и электросталеплавильный шлак окислительного процесса вторичного периода при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ваграночный граншлак60-77

Портландцемент4-6

Отработанная формовочная смесь10-15 Указанный электросталеплавильный шлак4-9 Щелочной компонент на сухое Остальное Пример. Нижние пределы вяжущей композиции обусловлены повышением вязкости цементного теста, верхние пределы - снижением трещиностойкости цементного камня.

Указанная цель достигается за счет особенности компонентного состава вяжущего и оптимизации структуры твердеющего конгломерата. Так, фракционирование основного компонента вяжущей системы создает условие для направленного процесса протекания реакций взаимодействия жидкой фазы с зернами гидратируемого материала, обеспечивая оптимальную скорость образования гелевидной массы, что способствует повышению на стадии формования пластичности цементного теста. Присутствие порт- ландцемента, формовочной смеси и электросталеплавильного шлака способствует повышению скорости кристаллизации и уплотнению вяжущей композиции за счет формирования на стадии схватывания цементного теста алунитоподобных минеральных фаз, служащих центрами кристаллизации и создающих внутреннее напряжение, обеспечивающее эффект самоуплотнения, что повышает степень совершенства структуры конгломерата и трещиностойкость вяжущего.

В качестве компонентов вяжущего используют ваграночные шлаки от выплавки чугуна и стали, портландцемент, электросталеплавильные (кристаллические) шлаки и формовочную смесь - отход производства чугунных и стальных отливок, Химический состав указанных компонентов приведен в табл.1.

В качестве щелочного компонента используют соду, содощелочной сплав, жидкие стекла с силикатным модулем Мс 1-3. Вяжущее получают путем смешивания предварительно размолотого и расфэкцио- нированного шлака с молотыми совместно электросталеплавильным (кристаллическим) шлаком, формовочной смесью (землей) и портландцементом и последующего затворения смеси раствором соединения щелочного металла. Помол, отбор и фракционирование ваграночного шлака осуществляют на помольном оборудовании, укомплектованном сепарирующим механизмом и механизмом отбора фракции.

Используют ваграночный шлак минского тракторного завода, электросталеплавильный кристаллический шлак Жло- бинского металлургического комбината,

портландцемент Белгородского цементного завода. Химический состав указанных материалов приведен в табл,2.

Помол шлака и компонента осуществляют в лабораторной шаровой мельнице,

0 фракционирование молотого шлака осуществляют ситовым способом.

Активность вяжущего определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 310.4-81 и РСТ УССР 5024-84. Вязкость цементного

5 теста определяют по расплаву стандартного конуса при одинаковой влажности (Р/Ш отношения) вяжущей композиции в соответствии с ГОСТ 310.3-76. Трещиностойкость определяют по методу МИИГ.

0 Испытание вяжущего по аналогу проводят аналогично. В качестве доменного гранулированного шлака используют граншлак Днепропетровского металлургического завода состава, мас.%: AlaOa 6,96; TI02 0,37;

5 Ре20з 0,92; СаО 45,5; МдО 0,47; 50з 3,02; МпО 1,48; Si02 остальное.

Вяжущее готовят следующим образом. Ваграночный и доменный шлаки смешивают и подвергают совместному помолу

0 до уд. 340 м2/кг, при этом рассев продукта помола по фракциям показал наличие следующих фракций, мм мас.%: 0,06 фр 0,08-96.5, 0,08 фр 0,090-3,5. Продукт помола затворяют раствором соды и метаси5 ликата натрия, Результаты сравнительных испытаний приведены в табл,4. Фракционные составы ваграночного шлака - в табл.3. Преимущества описываемого состава вяжущего над известным заключаются в ча0 сти повышения эластичности цементного теста и трещиностойкости цементного камня над известной композицией. Формула изобретения Вяжущее, включающее ваграночный

5 граншлак фракционного состава, мас.%: 0,06-0,07 мм - 5-15; 0,07-0,08 мм - 70-80; 0,08-0,095 мм - 10-13,5; 0,095-0,1 мм - 1,5-5, щелочной компонент, портландцемент и кремнеземисто-шлаковую добавку, о т л и 0 чающееся тем, что, с целью повышения пластичности и трещиностойкости, оно содержит в качестве кремнеземисто-шлако- вой добавки отработанную формовочную смесь литейного производства и электро5 сталеплавильный шлак окислительного процесса вторичного периода при следующем соотношении компонентов, мас.%: Указанный ваграночный граншлак60-77

Портландцемент4-6

Примечание. Хин.состав каолина, нас.1 AljOj39 &; SiOa 46,5; I12O 13.9

Сущность изобретения: вяжущее содержит ваграночный граншлак 60-77%, имеющий фракционный состав: 0,06-0,07 мм 5- 15%, 0,07-0,08 мм 70-80%, 0,08-0,095 мм 10-13,5% и 0,095-0,1 мм 1,5-5%, портландцемент 4-6%, отработанная формовочная смесь 10-15%, электросталеплавильный шлак окислительного процесса вторичного периода 4-9%, щелочной компонент (на сухое) остальное. Вяжущее готовят смешением фракционированного ваграночного граншлака с остальными совместно молотыми составляющими с последующим затво- рением раствором щелочного компонента. Характеристики вяжущего: расплав кону- са/р/м 179-185 мм/37-38%, трещиностой- кость через 27 суток, 1,65-2,17 МПа, после ТВО и 28 CVTOK 1,82-2,47 МПа, прочность после ТВВ 52,5 120 МПа. 4 табл.

.1.5-5-C.S.B.i.

Наименование мате-jСодержание оксидов, мас.1

I SlOz I СаО I М30 I ДЦО, | ,|(,0 ) SO, 1 НО, | HnO Т nnn Т Мазут F

Ваграночный гран- шлакIiii,И20, i2,28,018,9

Фэрмовочная смесь850,2Q,f-0,15

Кристаллический

олак2 i,2ii5,56,9Z,019,5

Портландцемент20,0864,201S.25,475,10

285

270 285 270

278 285 278 270

5

5

5

15

15

5

5

15

15

15

10

10

15

5

10

10

15

80 80 80 70 70 80 80 70 70 70 75 75 80 80 75 75 70

.1.5-5-C.S.B.i.

0,72 0,5

0,63

г,47

1,1 1,0 9,73

2,3

12

Кристалл ллелтроста ЛР- nnso .шлак &эркй6&чная аемлй Id

Содощелочной плав 5

Ваграночный шлач 60

Портландцемент 6

Кристалл.эл.с га лепла

вйльный шлак 9

Формовочная земля 15

СЩП 10

Ваграночный шлак 77

Портландцемент l Кри ста лл.эл.сталепла- вильн.шлак Ь Формовочная земля 10 СЩП-5

ваграночный шлак 60

Портландцемент 6

Христалл.зл.сталеплав

шлак 9

формовочная земля 15

СЩП-1П

Ваграночный шлак 77

Портландцемент k

Кристалл.эл.сталеплао

шлак )

Формовочная земля 10

СЩП-5

Ваграночный шлак 60

Портландцемент 6

Кристаял.зл.стзлеплав

шлак 9

Формовочная чемля 15

Метасиллкат натрия 1

Ваграночный шлак 67

Портландцемент 5 Крис галл,эл.сталеплав. шлак 7

Формовочная земля 13 Метасиликат натрия 8

Ваграночный шллс 77115,0

Портландцемент k

Кристалл.эл.оэлРпдэв

шлак Ц

Формовочная земля 10

Метасиликэт натрия 5

ваграночный шлак 6060

Портландцемент 6102,5

КЪнсталл.эл.сталРплав.

шл,т к Э

Формовочн- и чгмля 15

Me лсиликаг но.рия 10

Таблица k

180

зв1,65

1,82

180

ж

2,2

180 W

1,77

1,95

182 ЗН

1,82

2,2

185 ТГ

2,0

2,(.

185 W15

2,1

2,.5

185

зттв,15

2,7

12,5 182,5 Т7

182,5 ,05

2 2, «5

ii::::::iz:i

12Ваграночный шлак 77

Портландцемент k Кристалл.эл.сталеплав. шлак 4

Формовочная земля 10 Нетзсиликат натрия 5

13Ваграночный шлак 60

Портландцемент 6 Кристал.эл.сталеплаа, una к 9

Формовочная земля 15 МетЗсилинвт натрия 10

ИВаграночный ылзк 77

Портландцемент Ц Кристалл.эл.сталеплав. шлак

Формовочная земля 10 Нетасиликат натрия 5

15Ваграночный шлак 60 Портландцемент 6 Криста л .эл, с талеплав. олак 9

Формовочная земля 15 Жидкое стекло 10

-Ц. 2,8)

16Ваграночный шлак 67 Портландцемент 5 Кристалл.эя.сталеплав. шлак 7

Формовочная -земля 13 Жидкое стекло В

. (Нс -2.8)

17Ваграночный шлак 77 Портландцемент Ц Кристал.эл.сталеплав. шлак 4 Формовочная земля 10

Жидкое стекло 5 (Нс - 2,8)

18Портландцемент 10

Золошлаковая смесь 56 Ваграночный шлак 30 Щелочной компонент и

19Портландцемент 15 Золош. смесь З1

4 Ваграночный шлак kO Щелочной компонент 11

117,0 т,5 182,5 2,17 Т775 1775

109,0 124 182 2.0 37 ТГ

120,0 125 185 2,08 ITT Т7Т5

65 122,5 180,5 1,9

w JB-

72,5

80,0

2,5

123,5 181.5 38- зВ

123 J82 Ж Ж

Прототип

30,6 1Й 165

тяг w

115 166,5 IF 38-;

1,92

1,2

«,2

Пластичность теста исследуемых составов,определенная по методике приведенной Практикум по химической технологии вяжущих материалов Ю.Н.бутт, В.В.Тимзиев, И., Высшая школа, 1973, с. 190-191.

Продолжение табп. Ь

1JZ.TZ.

2,38

2,3

2,1

123,5 181.5 38- зВ

1,92

123 J82 Ж Ж

2,15

1,2

115 166,5 IF 38-;

«,2

ЬЗО