ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2273610

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО

Имя изобретателя: Рахимов Марат Муллахмедович (RU); Хабибуллина Наиля Равилевна (RU); Рахимов Равиль Зуфарович (RU); Биккинина Халима Габбасовна (RU); Шарафутдинова Равиля Халиллулаевна (RU); Гатауллин Руслан Фаритович 
Имя патентообладателя: Казанская государственная архитектурно-строительная академия
Адрес для переписки: 420043, г.Казань, ул. Зеленая, 1, КГАСА, ПИО
Дата начала действия патента: 2004.11.15 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении бетонов и растворов на основе шлакощелочного вяжущего. Технический результат - упрощение технологии, расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих и повышение их гидравлической активности. В способе получения вяжущего, включающем помол шлака с добавкой, повышающей гидравлическую активность вяжущего, с последующим затворением раствором жидкого стекла, в качестве указанной добавки используют алюмосиликатную добавку - кремнистую цеолитсодержащую породу Татарско-Шатршанского месторождения РТ или отход производства жидкого стекла из кремнистой цеолитсодержащей породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ, или крошку синтетического цеолита - отход производства ОАО "Салаватнефтеоргсинтез" при соотношении компонентов, мас.%: шлак и указанная добавка при их соотношении 1:(0,05-0,1) - 70-75, жидкое стекло - 25-30.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении бетонов и растворов на основе шлакощелочного вяжущего.

Известен способ получения шлакощелочных вяжущих путем помола гранулированного шлака в мельницах различного типа с последующим затворением продукта помола щелочесодержащими растворами (Глуховский В.Д. Грунтосилiкатнi вироби i конструкцii. Киев, "Будiвельник", 1967, с.83).

Недостатком такого способа является низкая гидравлическая активность вяжущих из кислых шлаков при твердении в естественных условиях и воде.

Известен способ получения шлакощелочного вяжущего, заключающийся в том, что с целью повышения гидравлической активности, гидрофобизацию шлака проводят путем совместного помола его с добавкой полиорганилгидросилоксана с последующими термообработкой при 80-150°С тепловым ударом с изостатической выдержкой 30-120 мин и затворением щелочесодержащим раствором (А.с. СССР 814920, М3 С 04 В 7/14, С 04 В 19/04, 23.03.1981). Недостатком этого способа является сложность технологического процесса.

Известен способ получения шлакощелочного вяжущего, заключающийся в том, что с целью повышения гидравлической активности, грануляцию шлакового расплава осуществляют путем его раздува сухим воздухом при давлении 2-8 ати с последующим охлаждением полученных гранул до 200-300°С, а измельчение осуществляют путем ударного взаимодействия встречных потоков шлаковых гранул, разогнанных до 150-200 м/с паром с давлением 6-8 ати (А.с. СССР 1057455, кл. С 04 В 7/14, БИ №44, 30.11.83). Недостатком этого способа является сложность технологического процесса и большие энергозатраты.

Наиболее близким к изобретению является способ получения вяжущего, включающий помол шлака с добавкой, содержащей, мас.%: щелочной лигносульфонат 2,5-33,3% и нейтрализованный известью упаренный отход хромирования, меднения и никелирования 66,7-97,5 при соотношении добавки и шлака (0,03-0,1): 1, с последующим затворением раствором жидкого стекла (А.с. СССР 1357383 А, кл. С 04 В 7/153, БИ №45, 07.12.87).

Недостатками этого способа является сложность технологического процесса, связанная с необходимостью упаривания отхода хромирования, меднения и никелирования, нейтрализации его известью, дефицит используемой добавки.

Изобретение направлено на упрощение технологии, расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих и повышение гидравлической активности путем применения алюмосиликатных добавок.

Результат достигается тем, что в способе получения вяжущего, включающем помол шлака с добавкой, повышающей гидравлическую активность вяжущего, с последующим затворением раствором жидкого стекла, согласно изобретению, в качестве указанной добавки используют алюмосиликатную добавку - кремнистую цеолитсодержащую породу Татарско-Шатршанского месторождения РТ или отход производства жидкого стекла из цеолитсодержащей кремнистой породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ, или крошку синтетического цеолита - отход производства ОАО "Салаватнефтеоргсинтез" при соотношении компонентов, мас.%:

Шлак и указанная добавка  
при их соотношении 1:(0,05-0,1) 70-75
Жидкое стекло 25-30

В качестве алюмосиликатной составляющей шлакощелочного вяжущего могут применяться кислые гранулированные доменные и электротермофосфорные шлаки, соответствующие ГОСТ 3476-74 "Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов". Для изготовления образцов использовали доменный гранулированный шлак Магнитогорского металлургического комбината. Химический состав шлака представлен в табл.1.

Таблица 1
Содержание соединений по массе, % Модуль основности
SiO 2 CaO Al 2O3 MgO MnO Fe2 О3 TiO 2 Na2O К2O Р 2O5 SO 3
36,63 38,24 13,49 7,31 0,16 0,19 1,05 1,04 0,76 0,03 1,09 0,9

Для затворения шлакощелочных вяжущих использовали жидкое стекло производства ГУП "Камгэсэнергостройпром" плотностью 1,3 г/см3 с силикатным модулем n=1,5-2, соответствующий требованиям ГОСТ 13078-81 "Силикат натрия растворимый". Химический состав жидкого стекла представлен в таблице 2.

Таблица 2
SiO2 Al 2O3 TiO 2 Fe2O 3 MnO CaO MgO Na2 O К2O Р2O5
28,05 0,055 0,01 0,014 0,01 0,01 0,01 9,92 0,01 <0,01

В качестве алюмосиликатных добавок использовали цеолитсодержащую кремнистую породу Татарско-Шатршанского месторождения РТ или отход производства жидкого стекла из цеолитсодержащей кремнистой породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ, или крошку синтетического цеолита - отход производства АО "Салаватнефтеоргсинтез". Химический состав алюмосиликатных добавок представлен в таблице 3.

Таблица 3
SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO CaO MgO Na2O К 2O TiO2 MnO F2 O5 SO 3
1 59,5 4,7 1,4 0,04 15,3 0,8 0,06 1,0 0,2 0,01 0,06 0,05
2 54,09 5,85 1,63 0,27 12,54 0,79 9,84 0,95 0,31 0,01 0,08 <0,05
3 62,1 15,3 1,0 1,1 - - 11,2 - - 0,05 0,08 <0,05

1 - цеолитсодержащая кремнистая порода Татарско-Шатршанского месторождения РТ;

2 - отход производства жидкого стекла из цеолитсодержащей кремнистой породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ;

3 - крошка синтетического цеолита NaX, формованного со связующим в процентном отношении, состоит из 22-25% каолиновой глины и 75-78% цеолита NaX, химическая формула которого может быть выражена в окислах следующим образом: Na2OxAl 2О3х2...2,5 SiO2.

Образцы для испытаний готовят следующим образом

Предварительно высушенный до влажности не более 1% доменный гранулированный шлак Магнитогорского металлургического комбината подвергают совместному помолу до удельной поверхности 300-350 м2/кг с алюмосиликатной добавкой (кремнистая цеолитсодержащая порода или крошка синтетического цеолита, или отход производства жидкого стекла из кремнистых цеолитсодержащих пород) при соотношении добавки и шлака (0,05-0,1): 1. Измельченную массу затворяют водным раствором жидкого натриевого стекла плотностью 1,3 г/см3 с силикатным модулем n=1,5-2. При этом соотношение компонентов составляет, мас.%:

Кислый доменный гранулированный шлак:

Алюмосиликатная добавка (0,05-0,1):1 70-75
Жидкое стекло 25-30

Образцы изготовляют из теста нормальной густоты в соответствии с требованиями ГОСТ 310.3-76. Прочность образцов шлакощелочного вяжущего определяется после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 при температуре изотермического прогрева 95+5°С и при твердении в воде и нормальных условиях через 28 сут. Результаты испытаний предложенных вяжущих представлены в табл.4.

Результаты испытаний показывают, что предлагаемое вяжущее интенсивно твердеет как в воде, так и в нормально-влажностных условиях, тогда как контрольные образцы в воде разрушаются, а их прочность в нормально-влажностных условиях невысокая.

Основными продуктами гидратации шлакощелочных вяжущих, обуславливающими их высокие эксплуатационные характеристики (прочность, морозостойкость и т.д.) являются низкоосновные гидросиликаты кальция, щелочно- и щелочноземельные гидроалюмосиликаты типа цеолитов и слюд т.д. В связи с этим полученный эффект, вероятно, объясняется тем, что введение добавок, сходных по структуре и составу с основными щелочесодержащими новообразованиями искусственного шлакощелочного камня, способствует образованию водостойких продуктов твердения, существенно повышающих гидравлическую активность шлакощелочных вяжущих на основе кислых доменных гранулированных шлаков.

Таким образом, техническая эффективность изобретения заключается в получении вяжущего на кислых гранулированных доменных шлаках, обладающих высокой гидравлической активностью при твердении в естественных условиях и в воде.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения вяжущего, включающий помол шлака с добавкой, повышающей гидравлическую активность вяжущего, с последующим затворением раствором жидкого стекла, отличающийся тем, что в качестве указанной добавки используют алюмосиликатную добавку - кремнистую цеолитсодержащую породу Татарско-Шатршанского месторождения РТ или отход производства жидкого стекла из кремнистой цеолитсодержащей породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ, или крошку синтетического цеолита - отход производства ОАО "Салаватнефтеоргсинтез" при соотношении компонентов, мас.%

Шлак и указанная добавка  
при их соотношении 1:(0,05-0,1) 70-75
Жидкое стекло 25-30

Версия для печати
Дата публикации 12.05.2007гг


вверх