Способ получения вяжущего Советский патент 1981 года по МПК C04B7/14 

Изобретение относится к строитель ным материалам, а именно к способу п лучения гидравлических вяжущих, содержащих известковые и кремнеземисты .компоненты Известен способ получения вяжущего путем обжига карбонатно-песчанной смеси гидравлического модуля 1,1-2,5 при температуре до 900с с последующим измельчением 1 Наиболб;е близким к предлагаемому является способ получения вяжущего, включающий обжиг твердого остатка от ходов содового производства и помол его с кремнеземом 2. Основные недостатки известных способов - высокая водопотребность вяжущего, низкая прочность цементного камня, пониженная водо- и морозостойкость бетонов на его основе, что ограничивает область его применения. Указанные недостатки вызваны тем, чт обжиг сырьевого компонента, химический состав которого приведен в табл. 1, производится при температу ре не выше 900°С. При зтой температуре имеет место лишь декарбонизация углекислого каль ция с образованием окиси кальция.По существу, твердый остаток отходов содового производства использован в качестве известкового компонента.Известное вяжущее имеет большую водопотребность и сильную экзотермию,вызываквдую термические напряжения и деструктивные процессы при большом содержании окиси кальция. Ухудшение структуры приводит к увеличению водопотребности и снижению водо- и морозостойкости цементного камня. Снижение количества твердого остатка в сырьевой смеси и соответствующее уменьшение содержания окиси кальция приводит к снижению прочности цементного камня за счет уменьшения количества гидросиликатной связки. Кроме того, остальные компоненты твердого остатка отходов содового производства при данной температуре обжига (до ) не претерпевают химических превращений и являются по существу балластом. Цель изобретения - снижение водопотребности вяжущего, повышение прочности, водо- и морозостойкости бетонов на его основе. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения вяжущего, включающем обжиг твердого остатка от.ходов содового производства и помол его с кремнеземом, перед обжигом в твердый остаток отходов вводя кремн зем в количестве,.обеспечивающем его содержание в шихте 25-30%, обжиг про -йодят при lOSO-ilOO.C, а помол осуществляют с 30-50% кремнезема. , Если твердый остаток отходов содового производства содержит хлоридов ниже 4-8%, то их необходимо вводить в виде хлористого кальция. техноло ия получения вяжущего по предлагаемому способу следующая. Высушенный твердый остаток отходов содового производства измельчают совместно с кремнеземистым компонентом до удельной поверхности 2500-3000 CMVF. -. В табл. 2 приведенысоставы 1ЦИХТЫ для получения предлагаемого вяжущего Количество твердого остатка отходов содового производства и дополнительного кремнезема в шихте рассчитывают по следующим формулам. Расход твердого остатка,масс.-%: 10000-100 С 100-3 где Т - расход твердого остатка в шихте; С - общее содержание кремнезема в шихте, масс . %, К - содержание кремнезема в твер дых остатках, Масс.%. Расход дополнительного кремнезема, масс,%: П 100-Т Шихту, откорректированную по тре буемому содержанию хлоридов, обжига ют при 1050-1100°С, затем измельчают совместно с кварцевым песком (30-50%). Исследования продуктов обжига ме тодами рентгено-структурного анализ показывают, что фазовый состав пред лагаемого вяжущего представлен в ос новном белитом р-Сл5 (d 2,11, 2,12, 2,бО; 2,18; 1,97; 1,62А), .окисью кальция (d 2,76; 2,39; 1,69°А) и следами С A-j (d 4,88, 3,01; 2,67/ 2,44-, 2,18°А). Фазовый состав продуктов обжига известного вяжущего представлен в основном окисью кальция (d 2,76; 2,39; 1,69 А), окисью кремния (d , 24; ,2,34; 2,45-, 2,28; 2,23; 2,12; 1,98) 1,81} l,67;i;54°A) и карбонатом кал mA-{d 3,85; з,оз; 2,49; 2,28; .2,09; i;01; 1,). при этом совер ..шенно не обнаруживаются линии белита Для сравнения в табл. 3 приведены результаты испытания на прочность при сжатии образцов 4x4x16 см на вяжущих, изготовленных по предлагаемому и известному способах из теста нормальной густоты и запаренных в ав токлаве при давлении О,8 МПа по режиму 1,,5-+- 5,0 1,5 ч (время предварительной выдержки, подъема температуры и давления, изотермической выдержки, охлаждения). Из табл.- 3 видно, что цементный камень из предлагаемого вяжущего обладает прочностью при сжатии, от 35 до 63 МПа., что значительно превышает прочность цементного камня на основе известного вяжущего. Фазовый состав продуктов твердения предлагаемого вяжущего представлен преимущестр.енно низкоосновными гидросиликатами кальция типа тоберморита, СН (в) и ксонотлита, чем обуславливаются высокая прочность и химическая стойкость против воздействия различных агрессивных сред. Повышенное содержание белита в продукте обжига способствует уменьшению водопотребности вяжущего и снижению тепловыделения при твердении, зто улучшает структуру цементного камня. В качестве заполнителя принята песчано-гравийная смесь. Гранулометрический состав крупного и мелкого заполнителя приведены в табл. 4. Бетонная смесь готовится равноподвижной с жесткостью 30-60 с. Автоклавная обработка проводится по режиму 1,5 - 1, 5 -I- 8 +1,5 ч. Состав равноподвижной бетонной смеси и физико-механические свойства бетона приведены в табл. 5. Установлено, что при одинаковой уДобноукладываемости бетонная смесь с использованием предлагаемого вяжущего имеет меньшее начальное водосодержание, чем смесь на известном вяжущем. Прочность бетонов автоклавного твердения, приведенная к стандартным размерам образцов, изготовленных на предлагаемом вяжущем, на 25-50% выше, чем изготовленных на известном вяжущем. Эти же бетоны имеют также повышенную водостойкость, характеризующуюся коэффициентом размягчения, и повышенную морозостойкость по сравнению с бетонами на известном вяжущем. На предлагаемом вяжущем можно получать бетоны автоклавного твердения марок 400 и выше, обладающие повышенной водо- и морозостойкостью по сравнению с традиционными силикатными бетонами. Предлагаемое вяжущее может быть использовано для изготовления сборных бетонных и железобетонных конструкций автоклавного твердения, применяемах для жилищного и промышленного строительства.

Таблица 1

Таблица 2

На пре;цлагаемом вяжущем 2,90,2743,2

86,3

4,40,3044,2

81,0

Продолжение табл. 3

150

0,85 150 0,88

16,7

77,8

5,5 0,33 45,5 На известном вяжущем

Формула изобретения

Способ получения вяжущего,включающий обжиг твердого остатка отходов содового производства и помол его с кремнеземом, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения водопот:ребности, повышения прочности, водои морозостойкости бетонов на его основе, перед обжигом в твердый остаток отходов вводят кремнезем в колиПродолжение табл. 5

0,91

200

честве, обеспечивающем его содержание в шихте 25-30%, обжиг проводят (ПРИ температуре 1050-1100 С, а помол

осуществляют-с 30-50% кремнезема.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 24,5626, кл. С 04 В 15/06, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР. 505184, кл. С 04 В 15/06, 1977.