ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2287498

ВЯЖУЩЕЕ

Имя изобретателя: Гатауллин Руслан Фаритович (RU); Хабибуллина Наиля Равилевна (RU); Рахимов Равиль Зуфарович (RU); Александров Алексей Викторович (RU); Морогов Валерий Иванович (RU); Рахимов Марат Муллахмедович 
Имя патентообладателя: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" ФГОУ ВПО КГАСУ
Адрес для переписки: 420043, г.Казань, ул. Зеленая, 1, КГАСУ, ПИО
Дата начала действия патента: 2005.07.15 

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в промышленности строительных материалов для изготовления растворов и бетонов различного назначения. Техническим результатом является повышение прочности при сжатии, снижение себестоимости и расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих. Вяжущее, содержащее гранулированный доменный шлак и активатор твердения, содержит отработанную формовочную смесь ОАО "КАМА3-Металлургия", а в качестве активатора твердения - раствор соды кальцинированной технической при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный шлак 47,7-86,5, указанная формовочная смесь 9,7-47,7 и указанная сода (на сухое вещество) 3,8-4,6.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в промышленности строительных материалов для изготовления растворов и бетонов различного назначения.

Известно вяжущее, содержащее гранулированный доменный шлак и активатор твердения - соду кальцинированную (Щелочные и щелочноземельные гидравлические вяжущие и бетоны / Под. ред. Глуховского В.Д. - Киев: Вища школа. - 1979).

Недостатком такого вида вяжущего является невысокая прочность при сжатии и повышенный расход гранулированного доменного шлака.

Наиболее близким к изобретению является вяжущее, состоящее из гранулированного доменного шлака, известкового активатора и отработанной формовочной смеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: гранулированный доменный шлак 60%, известковый активатор 20% и отработанная формовочная смесь 20% (В.Ф.Завадский, С.А.Панов. Исследование активности, степени белизны и водоудерживающей способности доменного гранулированного шлака. // Известия вузов. Строительство. - №10 - 2002. - с.59-64).

Недостатком указанного состава является невысокая прочность при сжатии.

Изобретение направлено на повышение прочности при сжатии, снижение себестоимости и расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих.

Результат достигается тем, что вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, активатор твердения и отработанную формовочную смесь, согласно изобретению содержит отработанную формовочную смесь ОАО «КАМАЗ-Металлургия», а в качестве активатора твердения раствор соды кальцинированной технической, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гранулированный доменный шлак 47,7-86,5
указанная отработанная формовочная смесь 9,7-47,7
сода кальцинированная техническая  
(в пересчете на сухое вещество) 3,8-4,6

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

Таблица 1
Содержание соединений, мас.% Модуль основности
SiO2 CaO Al 2O3 MgO MnO Fe2 O3 TiO 2 Na2O K2O P 2O3 SO 3
40,02 42,02 8,22 6,26 0,36 <0,1 0,36 0,44 0,66 0,04 1,45 1,0

Для затворения шлакощелочных вяжущих использовали раствор соды кальцинированной технической, соответствующей ГОСТ 5100-85, производства Стерлитамакского АО "Сода" плотностью 1150 кг/м3.

Использовалась отработанная формовочная смесь предприятия ОАО «КАМАЗ-Металлургия». Химический состав отработанной формовочной смеси представлен в табл.2 

Таблица 2
Содержание соединений, мас.%
SiO 2 CaO Al 2O3 Fe 2O3 п.п.п.
88-94 0-0,8 0,2-0,9 1,1-1,9 4,2-8,4

Образцы для испытания готовят следующим образом.

Предварительно высушенный до влажности не более 1% гранулированный доменный шлак подвергали помолу до удельной поверхности 280-320 м2/кг. Отработанную формовочную смесь (ОФС) размалывали до удельной поверхности 700-800 м 2/кг. Компоненты тщательно смешивали и затворяли водным раствором соды кальцинированной.

При этом соотношение компонентов принимают следующим, мас.%:

гранулированный доменный шлак 47,7-86,5
отработанная формовочная смесь 9,7-47,7
сода кальцинированная техническая  
(в пересчете на сухое вещество) 3,8-4,6

Образцы изготавливали из теста нормальной густоты в соответствии с требованиями ГОСТ 310.3-76*. Прочность образцов шлакощелочного вяжущего определяли после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 ч при температуре изотермического прогрева 95±5°C. Результаты испытаний предложенных вяжущих представлены в табл.3.

Таблица 3
Компоненты Состав, мас.% Прочность образцов при сжатии, МПа
1 2 3 4
прототип Гранулированный 60 25
  шлак    
  ОФС 20  
  Известь негашеная 20  
Контрольный Гранулированный 96,4 63,0
  шлак    
состав Сода кальцинированная 3,6  
1 Гранулированный 86,5 67,7
  шлак    
  ОФС 9,7  
  Сода кальцинированная 3,8  
2 Гранулированный 76,8 71,2
  шлак    
  ОФС 19,2  
  Сода кальцинированная 4,0  
3 Гранулированный шлак 67,1 72
  ОФС 28,7  
  Сода кальцинированная 4,2  
4 Гранулированный 57,4 69,6
  шлак    
  ОФС 38,2  
  Сода кальцинированная 4,4  
5 Гранулированный 47,7 63,3
  шлак    
  ОФС 47,7  
  Сода кальцинированная 4,6  

Из приведенных данных следует, что содержание отработанной формовочной смеси в составе вяжущего без снижения его прочности может составить от 9,7 до 47,7%. Введение отработанной формовочной смеси в количестве 30% приводит к повышению прочности на 27,7% по сравнению с контрольным составом и на 190% по сравнению с прототипом. При введении отработанной формовочной смеси в количестве более 47,7% прочность падает.

Таким образом, использование отработанной формовочной смеси позволяет заменить до 50% шлака без снижения прочности образцов, что дает возможность снизить стоимость шлакощелочных вяжущих, а также позволяет утилизировать крупнотоннажные отходы литейной промышленности. Кроме того, отработанная формовочная смесь в оптимальном количестве способствует повышению прочностных характеристик вяжущего.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, активатор твердения и отработанную формовочную смесь, отличающееся тем, что содержит отработанную формовочную смесь ОАО "КАМА3-Металлургия", а в качестве активатора твердения раствор соды кальцинированной технической при следующем соотношении компонентов, мас.%: 

Гранулированный доменный шлак 47,7-86,5
Указанная отработанная формовочная смесь 9,7-47,7
Сода кальцинированная техническая  
(в пересчете на сухое вещество) 3,8-4,6

Версия для печати
Дата публикации 17.01.2007гг


вверх