Способ получения шлакощелочного вяжущего
Изобретение относится к технологии производства строительных материалов, а именно к технологии получения шлакощелочных вяжущих. Целью изобретения является повышение пластичности и снижение высолообразования. Способ получения шлакощелочного вяжущего включает смешивание доменного гранулированного шлака с добавкой из группы нитрат калия, нитрит натрия, нитрат натрия, гипонитрит натрия, перманганат калия в количестве 5-11,11% от массы шлака, термообработку при температуре, соответствующей температуре разложения добавки, помол и затворение раствором щелочного компонента. Способ обеспечивает пластичность 132 мм, прочность при сжатии 93,4 МПа и исключение высолообразования. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ.
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) (5D 4 С 04 В 7/153
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4231439/31-33 (22) 20.04.87 (46) 23.08,89. Бюл, В 31 (71) Киевский инженерно-строительный институт (72) В.Д. Глуховский, П.В. Кривенко, О.Н. Петропавловский, В.И, Гоц, О.В. Голованчук, В.А. Дорошенко, Е.К. Пушкарева и Е,С. Кавалерова (53) 666.972 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 903330, кл .С 04 В 7/14, 1982.
Авторское свидетельство СССР
N 1344747, кл. С 04 В 7/153, 1986, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШЛАКОЩЕЛОЧНОГО
ВЯЖУЩЕГО (57) Изобретение относится к технолоИзобретение относится к технологии производства строительных материалов, а именно к технологии получения шлакощелочных вяжущих.
Цель изобретения — повышение пластичности и снижение высолообраэования, . Используемые материалы имеют следующие характеристики: добавки— нитрат калия (KNO> ), нитрит натрия (NaNO<), нитрат натрия (NaNO ), гипонитрит натрия (Na N О ) и перманганат калия (КМпО+), марок х.м.; гранулированные доменные шлаки среднего химического состава, представленного в табл. 1; растворы метасиликата и карбоната натрия плотностью 1250 и
1200 кг/м соответственно.
2 гии производства строительных матерй алов, а именно к технологии получения шпакощелочных вяжущих. Целью изобретения является повышение пластичности и снижение высолоабразования. Способ получения шлакощелочного вяжущего включает смешивание доменного гранулированного шлака с добавкой из группы нитрат калия,нитрит натрия, нитрат натрия, гипонитрит натрия, перманганат калия в количестве 5
11,117 от массы шлака, термообработку при температуре, соответствующей температур е р а эложения добавки, помол и затворение раствором щелочного компонента. Способ обеспечивает пластичность 132 мм, прочность при сжатии 93,4 МПа и исключение высолообразования. 2 табл.
Гранулированный шпак смешивают с добавкой, взятой в количестве 5
11,117 от массы шпака и выбранной Ql иэ группы KNO>, НаМО, NANO>, Na КМпО, и подвергают термообработке Я при температуре, соответствующей тем- Щ пературе разложения добавки, с иэо1 -термической выдержкой, необходимой для полного разложения этих добавок (50 мин) . После ос тывания шпака с добавкой в печи их подвергают помоду до удельной поверхности 330 м /кг. )ф» Определяют пластичность, молотый и продукт термообработки смешивают с песком в соотношении 1:3 и затворяют растворами метасиликата или карбоната натрия. Формуют образцы-балочки размером 4 4 «16 см из пластичной Таблица Содержание в шлаке основных оксидов, мас 7 Шлак Потери SO при прзкаливаS>0 A1 O . FezO CaO MgO Мп0 нии Запорожский 35,65 6,1 2,25 47,7 2,9 1,5 1,4 Остальное Челябинский 38,40,15,0 0,70 36,2 7,96 0,65 - То же 1502 меси с расплывом конуса более 115 см. Изготовленные образцы подвергают тепловлажностной обработке (ТВО) по режиму 4 + 1 + 3 ч при температуре изотермического прогрева 90 С, Образцы подвергают испытаниям на прочность и высолообразование сразу после ТВО и через 28 сут нормального хранения. Составы сырьевых смесей, параметры и результаты испытаний приведены в табл. 2. В результате термообработки добавки подвергаются разложению и плавлению. В результате этого расплав капсулирует зерна шлака, а продукты разложения взаимодействуют со шлаковыми зернами с образованием натриево-кальциевых силикатов, обладающих пониженной гидратационной активностью по сравнению с исходным шлаком, В результате последующего помола осуществляется равномерное распределение продуктов термообработки по всему объему материала. При затворении полученной смеси шлака с добавкой растворами щелочных компонентов процессы гидратации и твердения вяжущего протекают в две стадии: в момент эатворения смеСи шлака с добавкой растворами щелочного компонента наблюдается медленная деструкция образовавшихся в процессе термообработки щелочно-щелочноземельных соединений, а также процесс разрушения пленок расплава на поверхности макрочастиц измельченного шлака, в результате чего процессы коагу507 4 ляции гидратных новообразований в начальный период твердения вяжущего замедляются и вяжущее приобретает высокую пластичность. На второй ста= дии гидратации и ° твердения в результате растворения капсул и деструкции щелочесодержащих фаз шпака образуется дополнительное количество щелочи, 10 что способствует интенсификации и углублению гидратации шлака, обеспечивающих наиболее полное связывание свободной щелочи в химически стойкие гидроалюмосиликатчые соединения сос15 тава R<0(RO)A1+0> ° п$10 ° mH<0, обус-. лавливающие получение камня с минимальной склоннбстью к высолообразованию и способствующие формированию структуры искусственного камня с высоки20 ми физико-механическими характеристиками. Формула и э о бр ет ения 25 Способ получения шпакощелочного вяжущего, включающий смешивание шпа- . ка с добавкой из группы нитрат калия, нитрит натрия, нитрат натрия, гипонитрит натрия, перманганат ка30 лия, помол, термообработку и затворение раствором щелочного компонента, о ò ë è ÷ à m ù è é ñ ÿ тем, что, с целью повышения пластичности и снижения высолообразования, количество добавки составляет 5-11,11 от массы шпака, а перед помолом осу ществляют термообработку при температуре, соответствующей температуре разложения добавки. )502507 Наличие высолов посл е Пластичность ТемпеПрочность тии, МПа, THГ, Х Состав при сжапосле предлагарасплыв конус а, мм хранения обемого вяжумич еской резцов в течещего выд ержки мин ние 7 сут 41 8 г 5,0 40 6 г 4,8 127 0,34 Нет Na 01 320 30 44 1 г 5,1 41 3 г 5,0 127 0,34 45 О г 5,2 43 0 5 0 128 0,34 50 86 2.г 8,1 85 2 г 8,0 128 0,24 320 30 NaIlSiO 3 2 То же 87 8 г 9,1 86 1 г 9,6 129 0,34 40 87 О г 9,3 86 7 -г 9,7 129 0,34 ч 50 41 5 4,8 г 38 О 4,7 128 0,34 320 30 ИарСО в 42 О г 5,0 40 4 г 4,8 129 0 34 40 43 1 г 5,1 42 8 г 4,9 129 0 34 50 127 0,34 83 6 8 5 82 О г» 8,0 21,5 Na S!.05 320 30 4 То же 84 1 г 8,6 83 2 г 8,1 128 0,34 50 87 О г 8,9 85 8 9,5 128 0,34 129 9,34 38 7 г» 4,9 38 3 г 4,6 21,5 л NaаСОь 320 30 40 8 г, 4,0 г. 38 8 4,6 129 0,34 и 40 41 9 г 5,1 38 6 г 5,0 129 0 34 2l 128 0,34 86 4 г 8,1 85 8 г 8,0 Ма>78103 320 30 87 Э --г9,2 а 86 9 9,6 127 0,34 21 88 8 г9,3 86 9 г 9,7 127 0,34 20,5 50 — г51 1 5,9 49 5 г 5,3 129 0 34 320 30 Na 55 6 8,0 г 53 2 7,0 128 0,34 20,5 58 О г 8>9 56 0 г 8,7 128 0,34 50 Na Si03 320 30 89 О г 8>7 90гО 8,8 127 0,34 20,5 8 То же 92 1 г 9,0 93гО 9,1 128 0,34 40 К омп он е н ты вя жущего и их содержание мас. Х Запорожский шлак 83,81 ИаИОр — 4,19 Щелочной компонент 12,0 3 pfhjxj herb 3 Запорожский шлак — 85,45 NaNOg — 6,40 Щелочной компонент . — 8,15 5 Запорожский шлак — 87,30 NaNOy — 9,70 Щелочной компонент . — 3,00 Челябинский шлак 85,45 NaNOl2 — 6,40 Щелочной компонент 8,15 Вид применяемого щелочного компонента ратура изотермической выд ер жки при термообработке, С Длительность изотерТВО по режиму 4+1+3 ч (из выд. 90 С) бли па 2 28 сут нормального хранения 1502507 ДлительВид применяемоТемпеИпастнчТНГ, Х Прочность тии, МПа, при сна» после ность расплыв конуса, им ность ro щелоч Ного компо» нента 28 сут нор>!ЙльНого хранЬНия иэот ар» мнческой ныд ершки> мин 98 О 9,7 93 О 9,3 128 0,34 50 20 40 0 4,5 39 2 4,39 129 0>34 9 Запорокский шлак — 83,61 30 20>5 4,9 41 1 4,8 129 0,34 NaNO 3 40 20 4,19 44 2. 5,0 43 8 1» 5,1 О,34 50 20 85 О 9 2 84 3 --1 9,0 129 0,34 ЭО 21 1О То >ае 87 О 9,3 86 3 9,! I 129 0,34 0> 34 40 20 5 50 20 87 3 9>3 9,3 Нет 39 В 5 1 37 3 1» 4,7 128 0>34 11 . Запоромский шлак 85,45 30 20,5 380 на р Сов 40 9 4,9 39 6 4,9 129 0 34 40 20 41 2 »1 5,2 129 0,34 41 9 5 0 «1 1 » 50 20 85 О 9,0 84 О 1» 8,4 129 0>34 « l!» 30 21 12 То пе 0>34 86 4 8,7 87 В 9,0 40 20,5 90 2 9,1 89 1 8,8 0,34 50 20 13 Запорошский шлак - 87,30 39 8 4>8 36 6 4,0 129 0,34 «Н 30 20>5 380 Na еСOь «1» 40 7 4,9 38 7 4,7 0,34 40 20,5 4018 5,0 40 В 14,8 0,34 «П» 50 20 14 То re 84 4 8,2 83 9 8-,0 128 О,З4 «Н 30 21,5 85 5 -1» 8>2 84 7 8,1 128 0,34 40 21 М15 8,4 86 О 8,3 128 0,34 50 20,5 54 2 8,1 56 5 8,3 129 0,34 15 Челябинский шлак - 87,30 30 20,5 53 б 8,3 57 9 8,5 128 0,34 40 20 57 8 8 5, 59 4 8,7.128 0,34 Щелочной коипонент 3,00 «И» 50 20 90 3 --1 8,9 93 6 9,3 129. 0,34 30 20 1Ь То юе Состаи предлагаемого вянущего Компоненты няаушего и их содершанне мас. Х Щелочной коипонент 12>00 NaNOq — 6,40 Щелочной компонент 8,15 PaNO 9 70 Щелочной компонент 3,00 NaNO6 - 9,70 ратура изотермической выд ер лжи при термообработке, С Na аСОь 380 NagSiO 380 NaqSi0y 380 Na Na еСО ь 380 NaaSiOa 380 Продолжение та!л.2 Наличие высолов после хранения обраэцов в течение 7 сут TBO йо решиму 4+!+3 ч (иэ выд. 90 С) 10 1502507 Продолжение табл.2 ° ! ТемпеСостав Вид прнменяемоПпа"тичПрочность тии, МПа, ТНГ, 2 Длител ьпри сшапосле предлагаемого ность " рвсплыв конуса, мм ратура нэотермической выность го meночного 28 сут нормального хранения и вот ар мической компо» нента вяшущего выдервки> мнн 91 2 Л9 0 98 2 Л» 9,6 1ЭО 0,34 40 20 93 4 а 9,2 100 1 9,8 0,34 0,34 41 О а» 4,8 42 5 4,9 42 8 а 4,4 43 О а 5,0 0,34 «tl 44 6 а 5 0 0,34 45 О а 5 4 50 19,5 Na SiO 400 30 20 0,34 76 О Л» 8 5 78 5 8,7 ««tt«« 18 То ке 0,34 79 О а 8,7 80 2 8,8 > ° 40 19,5 50 19,5 82 О а 9,0 81 О 8 9 0,34 0,34 43 8 5,0 44 1 «-А4,9 Na еСОВ 400 30 20 40 20 О,З4 45 2 5,4 44 7 а 5 6 130 . 0,34 47 5 5>6 47 5 5,7 «tt» 50 19,5 81 9 а 8>8 0,34 80 5 8,7 и Na eSiOa 400 30 20 20 То ке 83 5 8,2 81 2 а 8,9! 0,34 83 5 а 84 5 5 1 39 О 4,8 0,34 129 0,34 9 2 38 4 4,5 Нет NaaCO> 400 39 О 38 8 а 4,6 129 0,34 0,34 40 19>5 9,70 кно 41 О 5,0 39 5 4,8 50 19,5 79 6 А» 8,7 78 1 8 6 0 34 и 30 20 Na qS i О3 400 22 То яе 81 0 9 0 80 О «Л 8,8 0,34 40 19,5 50 19,5 82 7 9,2 8l 9 --а9, О 0,34 0,34 55 6 8,0 48 8 7,9 Na 54 2 8>1 56 О а 8,3 0 34 KNOq 40 19,5 9,70 56 4 в 8>5 58 5 8>4 0>34 50 19,5 и Компоненты вях>ущего и их содержание мас. 17 Запорошский шлак 83,81 KNO@ - 4 >19 Щелочной компонент 12,00 19 Запорожский шлак — 85,45 KNOy " 6 40 Щелочной компонеят 8,15 21 Запорожский шлак 87,30 Щелочной компонент 3,00 23 Челябинский шлак - 87,30 Щелочной компонент 3,00 дер>кки при термообработке, ес Na 50 19>5 30 20 40 20 40 19,5 50 19,5 30 20 ТВО по решиму 4+1+3 ч (ив выд; 90 С) Наличие Высолов после хранения обреа цов в течение 7 сут 1502507 Продолжение табл.2 Состав Вид применяемоТемпеПпастичТНГ, Х Прочность прн сватии, МПа, после Наличие высолов после Длител ьпр ед» лагаго щелочного ность емого И 9 ОТ ЕР мической хранения обкомпонента вявущего ра9ЦОВ в течевыл ерщки > мин ние 7 сут Нае$ 09 400 30 20 89 О 8,8 91 О с 8,9 129 0,34 24 То ще 0 34 90с О 9,0 92 1 с 9,2 «н 95 5 с 9,3 0,34 90 1 с 9,1 42 О с 4>9 132 0,34 43 О. 5,0 30 21 Na еСО р 300 132 0,34 43 3 г 5,0 44 3 5,1 Na 132 0,34 47 1 с 5,5 45 9 «-с5,4 26 То 9te 78 1 г 8,7 0>34 80 0 8,9 30 21 126 0,34 82 5 г 9,1 81 3 8,9 и 40 20,5 126 0,34 84 7 --г« 9,3 83 5 с 9,2 0,34 46 1 с 5,4 45 5 г 5,2 126 0 34 40 7 г 5,8 47 3 «-с 5,6 40 20 5 126 0,34 50 3 с 6,1 51 Э с 6,0 50 20,5 1 ° 0>34 83 3 9,3 82 О с» 9,2 Na Sъ08, 300 30 20 5 28 То ще 20,5 126 0>34 85 5 --с= 9,3 84 1 --г9,3 BB 7 с9,8 87 7 с. 9,6 126 О,34 50 129 0,34 44 2 г 5 3 43 --с« 5,0 НаеСО ь 300 30 46 О ««««a«« 5,2 44 2 г 5,4 129 0,34 н 20 5 49 2 с 5,8 0,34 43 3 с 5 9 20 5 82 4 А» 9,0 0,34 80 3 «с 8,9 Na!!SiO3 300 30 30 То ще 0,34 83 4 -«с 9,3 82 О с 9 1 20,5 85 4 «-L= 9,4 86 5 с 9,5 0>34 20,5 53 О Л. 8,3 128 0,34 52 О с 8,2 NaаСоь ЭОО ЭО н 20,5 54 1 -=a= 8,4 129 0,34 53 2 с 8,3 20,5 Компоненты вящущего и их содершание мас. Х 25 Запорощский шлак — 83,81 Na Щелочной компонент 12>00 27 Запорошский шл ак — 85,55 Na9N ео 5 — 6,40 Щелочной компонент 8>15 29 Запорощский шла к 87,30 N a !t N O q — 9, 7 О Щелочной компонент 3,00 31 Челябинский шлак - 83>81 Na!!NqO@ — 4, 19 ратура ивотермической выдерщки при термообработке> НаЕСОб 300 40 19,5 50 19,5 40 20,5 50 20>5 50 20 30 21 ностьрасплыв конуса, мм TBO no резиму 4+1+3 ч (И9 выд. 90 С) 28 сут нормального хранения 14! 502507 Вид приНаличие высолов посл е Состав пред-, лагаемого Нла тичность ТемпеТНГ, Х меняемого щература изотеррасплыв конуса, мм 28 сут нормального хранения обмической вылочного компонента вяжущего резцов в течед ер иски хранения ние 7 сут 54 7 ь 8,4 56 8 8,5 129 0,34 50 20 87 2 8,7 90 1 --1= 8,9 129 0,34 300 30 20,5 1!ае8кОз 32 То же 90 О o n 94 7 -1 о 130 40 20 91 1 9,1 97 1 -19,7 0,34 Нет 50 20 5 0 128 0,34 240 30 205 44 I --15>1 На>>СОЗ 45 5 -1= 5,2 44 1 --1= 5,0 129 0,34 40 20 44 1 5,0 45 5 5,2 129 0,34 50 20 Na 48105 240 30 78 1 8,8 74 1 --18,6 131 0,34 20,5 34 То we 84 4 9,2 83 3 9,1 131 0,34 40 20 86 5 --1 9,6 85 О 9,5 132 0,34 50 20 38 5 --1» 4,8 37 2 А4,6 127 0,34 Na ЕСОЗ 240 30 20, 5 40 20,5 42 3 8,6 42 О 8,9 128 0,34 42 3 5,1 42 О 5,0 128 0,34 50 20 Na Si03 240 30 20 82 9 «1» 8>6 79 8 8,9 127 0,34 36 То же 82 2 9,0 81 1 8 9 128 0>34 40 19,5 83 5 8,7 84 9 9,2 128 0,34 50 19 38 О 4,5 36 О 4,6 129 0,34 240 30 21,5 40 20>5 Na 4C0>> 39 О 4,8 39 1 --А4,7 129 0,34 44 О 4,8 40 2 14, 7 0,34 50 20,5 85 О 9,0 85 3 8,8 129 0,34 На БТ08 240 30 21,5 40 21,0 38 То же 129 0,34 87 О 9,0 87 О 8,9 88 7 9,1 88 О --19,0! 0,34 50 21,0 Компоненты вяжущего и их содержание мас. 7 Щелочной компонент 12,00 33 Запорожский шлак — 83,81 КИп04 — 4,19 Щелочной компонент 12>00 35 Запорожский шлак — 87,00 КИп04 - 6 52 Щелочной компонент 6,48 37 Запорожский шпак — 87> 30 КИп04 — 9,70 Щелочной компонент 3,00 при термообработке, С Длител ьность изот ерв мической выд ержки, мин Продолжение табл 2 Нрочность при сжатии, MIIa, после ТВО по р ежи му 4+1+3 ч (из в ыщ. 90 С) 15 1Ü Продолжение табл.2 1502507 Вид прииеняемокомпоненты вявущего и их содерввние мас. Состав предлагаеиого ТемпеТНГ, Х ПпастнчПрочность при святии, МПа, после Наличие высолов после хранения образцов в течение 7 сут Дли- . тел ьратурв изотериической выд ер ахи при термообработке, С ность— расйлыв конуса, нм го щелочного ность 28 сут нормального хранения ТВО по ренину 4+1+ 3 (из выд, ° 90 С иэотер мич еской вявуаего конпонента вццервКИ 1 МИН Челябинский шпак - 85,45 129 42б0 0,34 39 б 41 4,6 МвяСОЪ 240 30 2110 40 20,5 43 1 б 4,9 44 0 5, 130 0,34 и Нип04 - 6,40 43 8 б 5 0 44 1 б 5,2 О,34 Щелочной компонент 8 115 50 20,0 80 0 8,9 77 2 «-б= 8,8 128 О,З4 Ne 40 20,0 50 20,0 40 То ве, 80 9 -б» 8,9 б 82 0 9 1 129 129 О ° 34 81 8 -б 9 0 5,370 0 б» ,5 Слабый белый налет НаЯО i 2810Я 150 25 27,0 106 Запоровский пл ак — 89,70 Нитрат натрия или калия 0,10 Щелочной компонент 1О., 20 Запоповский шлак 95, 10 Нитрат натрия — 0,10 Щелочной компонент - 4,80 Запороискнй алак - 89,65 Перивнгвнвт натрия — 0 15 Щелочной конпонент 1012Î Челябинский ал вк + 89,70 Перивнганвт Ф калия — 0,10 Щелочной конпонент 10,20 41 (невесттный) 85 0 б 8 9 42 2 б ,8 45 2 б 5,1 108 0,М 42 (нзвестный) Слабьй бельй нашлет НаеСОЪ 150 25 280 108 0,35 Наао .2SiO 100 80б0 То ае 8,9 -«б87 0 9,2 43 (иэвестньй) 15 28>0 Слабый бельй налет 86Д 9,6 б 101 0 9,4 107 0,35 44 (иэвестный) На о ° 2810а 100 15 28,0 Составитель В. Иитюшин Техред Л.Олийнык Корректор (},Ципле, Редактор И. Дербак Заказ 5034/29 Тираж 591 Подписное, BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101
