Бетонная смесь Советский патент 1993 года по МПК C04B28/08 

fe

Сущность изобретения: бетонная смесь включает молотый ваграночный граншлак производства чугуна 15-26%, отработанный щелочной раствор отпаривания деталей от меламиналкидных эмалей с соотношением раствор : отходы эмалей 1:(0,001-0,015) 7,65-9% и наполнитель из ваграночного граншлака производства чугуна остальное. Причем наполнитель содержит фракции 0.14-0,63; 0,63-2,5; 2,5-5 в соотношении соответственно 1:2,9:1,1. Молотый шлак затворяют щелочным отходом и на основе полученного вяжущего, используя шлаковый наполнитель, готовят образцы. Характеристики смеси: начало схватывания 2.45-4.10 ч, конец 11,15-12.40 ч, прочность 9-15 МПа, коэффициент размягчения 0.88-0,9. 1 зл-ф-лы, 2 табл.

{Изобретение относится к составам бетонных смесей, применяемых преимущественно для производства шлакощелочных камней на основе отходов машиностроительного предприятия.

ЛДель изобретения - уменьшение пори- стости бетонной смеси при заданной прочности..

Цель достигается тем, что бетонная смесь для изготовления шлакоблочных камней, включающая молотый гранулированный шлак, щелочной компонент и шлаковый наполнитель, содержит в качестве молотого гра «улировЗнного шлака молотый ваграночный граншлак производства чугуна, в качество щелочного компонента отработанный щелочной раствор, образованный приотпаривании изделий от меламиналкидных эмалей, в качестве шлакового наполнителя немолотый ваграночный граншлак производства чугуна при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Молотый ваграночный граншлак производства ч/гуна15-26 Щелочный раствор с отходами эмали в соотношении 1:(0,001-0,015) NaOH: :отходы эмали 7,65-9 Немолотый ваграночный граншлак производства чугуна Остальное.

00. GO 00

ю VJ ю

со

При этом наполнитель содержит фракции 0,14-0,63; 0,63-2,5; 2,5-5 вчсоотноше- нии 1,1:2.8:1

Щелочной раствор с отходами эмали образуется на стадии удаления дефектных покрытий с деталей автомобилей, с заросших краской приспособлений конвейера. Эмаль МЛ-1110 ГОСТ 20481-80 представляет собой суспензию пигментов в растворах ал- кидных и меламиноформальдегидных смол и органических растворителях с добавлением специальных добавок, Окраску изделий производят в окрасочных камерах методом распыления. В сушильной камере при температуре 130°С высыхание окрашенной поверхности происходит за счет испарения легколетучих растворителей и образования меламиналкидных полимерных пленок. Дефектные эмалевые покрытия с Деталей, а также с приспособлений конвейера и решеток окрасочной камеры снимают методом окунания изделий в ванны объёмом 2-3 м с раствором NaOH 150-200 г/л при температуре 85-95°С в течение нескольких часов. Со временем в рабочем растворе накапливаются остатки эмали, поэтому производят замену ванны. Слитый отработанный раствор с концентрацией NaOH 100-150 г/л, сухим остатком 1-15 г/л, плотностью 1,01-1,05 г/см3 имеет гетерогенный состав, в котором твердая фаза представляет собой остатки высохших при 130°С эмалей, а жидкая фаза - щелочной раствор с остатками несконденсированных смол от деталей окрасочной камеры.

При охлаждении твердая фаза выпадает в осадок, а в щелочном растворе остаются несконденсированные макромолекулы, образующие структурированные системы и связанные межмолекулярными силами сцепления. В случае меламиноформальдегидных и алкидных смол обычное взаимодействие между макромолекулами усиливается за счет наличия полярных групп.

Возникающие межмолекулярные силы (Вандер-Ваальса) имеют ориентационную природу. Щелочной раствор с остатками смол представляет собой гель, устойчивый при комнатной температуре.

9® 0 Г -0-СНг СНгО-С4Н9 1 +

0-(СНя гИ-С3Н3-Ы(СНг)гО-

rV

4-2

R

Мекаминиформальдегидная СМОАО.

И

ОН

o-eii-cHrCK-c-o-ceHf-o- o t-Kee ф° i

чО-СНг- СН2° 0-(,СН,КтС3Нз-1 ВДг-0

i.

©

о it

гО-сбНц-о-с-сн-сн

ОНИ

n

/(мидния смола н он

о-сн-сн-сн-с-0-CkHcoIIt ,

0 C-Rx. О /

I .

- - O -CHf Я-СНгО-С,Нд

о-(снг)г-1«гс 1гк-(снг)г-о: 0

il

о-сд-0-с-сн-сц

OH H

n

меламиналкидная смола

Пространственная ориентация происходит за счет избыточных зарядов азота и кислорода.

Ваграночный граншлак производства чугуна ПО АвтоЗАЗ содержит следующие компоненты:%

Si0241-45 А120з 16-18 FeO 1..8-2.2 МпО 0,8-1.2 СаО 32-35 МдО 3,8-4,2 S отсутствует Грануляцию шлака производят при выгрузке его из вагранки следующей крупности: размер отверстий сита

в свету, мм дно 0,14 0.315 0,63 1.252,55 полный остаток на сите, мае. % 100 98 92.3 79.6 70.4 22.2 7.1

; Ваграночный граншлак подвергают по- олу до удельной поверхности 3000-4000 }м2/г. ...

При затворении его водой наблюдают слабую гидратацию. Добавка затворяющего щелочного раствора способствует ускорению этого процесса.

I Молекулы щелочного алюмосиликата рисоединяют воду, объем гелевидной фа- ы растет. Возникающее внутрифазное.дав- ение отжимает избыточную йоду, роисходит сближение частиц гидратов, на- инают действовать присущие им силы вза- много притяжения. При этом идет процесс. :онденсации с образованием кристалличе- койструктуры, стабилизирующейся во вре ени. Оставшиеся молекулы воды ключаются в эту структуру. | Синтезируется практически нераство- Ьимая четырехкомпонентная система |ле20 А120з 5Ю2 Н20. где Me - щелочной ме- |алл.

В случае использования растворов отпаривания имеющиеся в щелочи остатки не- кконденсированных смол оказывают своеобразное влияние на кристаллическую структуру. При взаимодействии щелочного )аствора отпаривания с вяжущим происхо- , 1 итодновременно процесс-набухания образовавшегося щелочного алюмосиликата и 1заимодейств 1я его с гелем меламиналкид- шй смолы. Если при затворении вяжущего йистыми щелочными растворами идут процессы гидратации, набухания, вытеснения шды, то в данном случае внутрифазное давление (стадия вытеснения воды) усиливается за счет присутствующих в хастворе остатков смол. При суш ке наблюдается одновременная поли конден- оация смол и щелочных алюмосиликатов. 1утём взаимопроникновения вяжущего и макромолекул смолы идет сшивание четы- зехкомпонентной системы. : RiMe20-Al203-Si02-H20;R2 n (де RI - меламйноформальдегидный оста-. foK смолы; R2 - остаток алкидной смолы. При смешении наполнителя с получен- )ым вяжущим образуется достаточно пробная бетонная смесь, которую используют для производства шлакоблочных камней.

Бетонную смесь готовят следующим образом.

: Ваграночный граншлак производства угуна; молотый до удельной поверхности &500-4QOO см2/г. затворяют отработанным мелочным раствором после отпаривания Эмалей. На основе этого вяжущего, исполь- Ьуя в качестве наполнителя немолотый ваграночный граншлак производства чугуна с

фракциями 0,14-0,63; 0.63-2,5; 2,5-5 в соотношении соответственно 1,1:2.8:1, изготавливают образцы шлакоблочных камней с заданными прочностными характеристика- 5 ми, Уплотнение производят прессованием. Примеры составов бетонных смесей представлены в табл. 1.

При изменении указанных пределов молотого ваграночного граншлака и щелочно0 го компонента происходиг ухудшение прочностных характеристик бетонной смеси. Увеличение содержания молотого гран- шлака увеличивает время начала схватывания, уменьшение его ниже 15%

5 снижает его прочность. Изменение пределов по содержанию щелочного раствора влияет на качество бетонной смеси аналогично.

Были проведены испытания предла0 гаемой бетонной смеси по показателям пористости,.щелочестойкости и водогаогло- щению и сопоставлены с аналогичными показателями по прототипу.

Высокие показатели щелочестойкости

5 предлагаемой бетонной смеси связаны с тем, что в качестве затворяющего раствора . использован высокощелочной раствор едкого натрия, а гранулированный ваграночный шлак имеет слабокислую реакцию по

0 сравнению с кислым доменным шлаком. Во- допоглощение предлагаемой бетонной смеси более низкое по сравнению с прототипом за счет более плотной упаковки многокомпонентной системы, вхождения в ее струк5 туру радикалов сконденсированных меламиналкидных смол и вытеснения ими молекул воды из пор. Формуле изобретения

указанный молотый шлак-15-26; указанный щелочной раствор - 7,65-9; 5 наполнитель из указанного шлака - остальное.

Таблица

Сравнительная характеристика бетонных смесей

Таблица 2