ВЯЖУЩЕЕ

ВЯЖУЩЕЕ


RU (11) 2306284 (13) C1

(51) МПК
C04B 9/02 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.09.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2006110101/03 
(22) Дата подачи заявки: 2006.03.29 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.03.29 
(45) Опубликовано: 2007.09.20 
(56) Аналоги изобретения: SU 1756298 A1, 23.08.1992. SU 833693 А, 30.05.1981. SU 12710 A, 31.01.1930. CN 1594195 А, 16.03.2005. 
(72) Имя изобретателя: Верещагин Владимир Иванович (RU); Эрдман Светлана Владимировна (RU); Смиренская Вера Николаевна (RU); Зырянова Валентина Николаевна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет (RU) 
(98) Адрес для переписки: 634050, г.Томск, пр. Ленина, 30, Томский политехнический университет 

(54) ВЯЖУЩЕЕ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения высокопрочного и водостойкого магнезиального вяжущего и изделий на его основе. Вяжущее содержит в мас.%: оксид магния 25,1-41,6, хлорид магния 4,9-8,4, диопсид с удельной поверхностью 5100-7000 см2/г остальное. Технический результат - повышение прочности и водостойкости. 1 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения магнезиального вяжущего и изделий на его основе.

Известен состав магнезиального вяжущего - цемент Сореля. Состав включает 100% оксида магния и хлорид магния. Недостатком данного вяжущего является низкий коэффициент водостойкости (от 0,1 до 0,3) и усадка до 5% [Ю.М.Бутт, М.М.Сычев, В.В.Тимашев. Химическая технология вяжущих материалов. - М.: Высшая школа, 1980].

Известен состав вяжущего, который включает тремолит (от 65 до 80%), оксид магния (от 15 до 26%), хлорид магния (от 2,5 до 5,0%), карбонат кальция (остальное количество). Основным недостатком данного вяжущего является высокое содержание тремолита, который относится к группе материалов повышенной опасности [А.С. №1807026, кл. С04В 9/00, 1992].

Известен состав вяжущего, который наиболее близок предлагаемому изобретению, включает диопсид (от 75 до 82,6%), оксид магния (от 17,4 до 25%), хлорид магния (от 2,5 до 5,0%), карбонат кальция (от 0,1 до 4,0). Основным недостатком данного вяжущего является низкая механическая прочность [А.С. №1756298, кл. С04В 9/00,1992].

Задачей предлагаемого изобретения является расширение видов сырьевых компонентов и повышение стабильности кристаллических фаз в композиции, что приводит к направленному фазообразованию продуктов гидратации с сохранением высоких значений механической прочности и коэффициента водостойкости.

Поставленная задача достигается тем, что вяжущее состоит из оксида магния, хлорида магния и кальций-магний-силикатсодержащей породы - диопсида, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

оксид магния 25,1-41,6 
хлорид магния 4,9-8,4 
диопсид тонкомолотый остальное 


Кальций-магний-силикатсодержащая порода с удельной поверхностью 5100-7000 см2 /г является основой для получения магнезиального вяжущего и в сочетании с оксидом магния и хлоридом магния обеспечивает более высокую механическую прочность, практически отсутствие усадки и высокий коэффициент водостойкости. Высокая прочность магнезиальных вяжущих обеспечена наличием активного тонкомолотого силикатного компонента - диопсида, обладающего исходными высокими прочностными характеристиками и высоким химическим сродством по отношению к продуктам твердения магнезиального вяжущего и повышенным содержанием хорошо закристаллизованного триоксихлорида магния в затвердевшем магнезиальном камне.

Высокое химическое сродство обусловлено химическим взаимодействием пентаоксихлорида и триоксихлорида магния с активной кремнеземистой составляющей природного силиката - диопсида с образованием гетероцепных полимеров, подтверждением тому служит рост механической прочности и водостойкости магнезиальных вяжущих.

Пример

Для получения магнезиального вяжущего используют диопсидовые породы, которые предварительно измельчают до удельной поверхности 5100-7000 см2/г, готовят сырьевую смесь путем тщательного смешения полученного материала с оксидом магния в соотношениях, указанных в формуле изобретения, после чего затворяют раствором хлорида магния (р=1,2 г/см3) в количестве, необходимом для обеспечения удобоукладываемости смеси и формования изделий методом литья. Полученные образцы изделия помещают в воздушную и воздушно-влажную среды, через 28 суток твердения образцы испытывают на предел прочности при сжатии. Исследуемые составы магнезиальных вяжущих и свойства образцов представлены в табл.1. Приведенные в таблице результаты показывают, что механическая прочность образцов магнезиального вяжущего с диопсидом в 28-суточный срок твердения достигает порядка 91,5 МПа (для прототипа 60 МПа), а коэффициент водостойкости - 1,19 (для прототипа 1,01), усадка образцов составляет 0,07%. Таким образом, магнезиальное вяжущее предложенного состава приобретает свойства гидравлического вяжущего, так как не разрушается при длительной выдержке в воде. Достижение указанных свойств обеспечивается соблюдением указанного в формуле соотношения компонентов.

Вяжущее

Для получения вяжущего были приготовлены смеси с различным содержанием компонентов, данные по составу вяжущих и свойств, полученных на их основе материалов, представлены в таблице 1.

Таблица 1

Состав и свойства вяжущего 
Пример Вяжущее, мас.% Удельная поверхность диопсида,

см2/г Влажность смеси, % Предел прочности при сжатии, МПа Коэффициент водостойкости 
Диопсид Оксид магния Хлорид магния вода воздух 
1 60 35,0 5,0 7000 18 56,60 60,00 0,90 
2 70 25,0 5,0 6500 18 68,50 91,52 1,10 
3 75 22,5 2,5 6000 18 69,00 73,00 1,12 
4 80 17,5 2,5 5500 18 68,00 71,10 1,15 
5 90 8,0 2,0 5500 18 65,20 68,35 1,19 
6 95 3,0 2,0 5100 18 58,10 60,00 1,19 





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Вяжущее, включающее кальций-, магний-, силикатсодержащую породу-диопсид, оксид магния, хлорид магния, отличающееся тем, что оно содержит диопсид с удельной поверхностью 5100-7000 см2 /г при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид магния 25,1-41,6 
Хлорид магния 4,9-8,4 
Указанный диопсид Остальное