Вяжущее

 

Вяжущее относится к области химии, а более конкретно к вяжущим на основе топливных отходов - золы-уноса, и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Вяжущее включает золу-унос, полученную при сжигании бурых углей КАТЭКа, и углеродсодержащее жидкое стекло, изготовленное из отхода производства кристаллического кремния - микрокремнезема и содержащее до 6 - 7 мас.% углеродистых примесей - высокодисперсные графит и карборунд с силикатным модулем n = 1 и плотностью ρ = 1,45 - 1,49 г/см³. При этом доля жидкого стекла в вяжущем составляет 37,5 - 44,4 мас.%, а золы-уноса - 55,6 - 62,5 мас.%. Техническим результатом является повышение водо- и морозостойкости вяжущего. 2 табл.

Изобретение относится к области химии, а более конкретно к вяжущим на основе топливных отходов - золы-уноса и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

Известно вяжущее, включающее золу-унос и добавку активизатора твердения [1] . Недостатком вяжущего является применение в качестве добавок дефицитных материалов (цемент и известь).

Наиболее близким к заявленному изобретению составом того же назначения по совокупности признаков является состав вяжущего, включающий золу-унос, жидкое стекло и гидроокись кальция [2]. Принят за прототип.

Недостатком вяжущего является относительно невысокие водо- и морозостойкость вяжущего, его многокомнонентность, а также использование в качестве щелочного компонента дорогостоящего промышленного жидкого стекла и гидроокиси кальция.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение водо- и морозостойкости вяжущего.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что вяжущее включает в себя золу-унос и углеродсодержащее жидкое стекло из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,45-1,49 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%: зола-унос - 55,6 - 62,5; жидкое стекло - 37,5 - 44,4.

Используемая зола-унос является отходом теплоэнергетики и образуется при сжигании бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области. Химический состав золы-уноса представлен в табл. 1.

Используемое жидкое стекло готовится из микрокремнезема - многотоннажного отхода при производстве кристаллического кремния на Братском алюминиевом заводе и содержит в своем составе до 6 - 7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей: графита и карборунда.

Вяжущее готовилось следующим образом: зола-унос перемешивалась с кварцевым песком в соотношении 1:3 и затворялась углеродсодержащим жидким стеклом из микрокремнезема с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ = 1,45 - 1,49 г/см³.

Смесь перемешивалась в бетоносмесителе принудительного действия в течение 2-3 мин. Формование образцов производилось на лабораторной виброплощадке. Твердение вяжущего осуществлялось в камере ТВО при температуре 80-90^oC по режиму 2+3+6+3 ч. Испытания на водо- и морозостойкость производились в соответствии с требованиями действующих стандартов.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Анализ полученных данных показывает, что водо- и морозостойкость образцов предлагаемого вяжущего выше в среднем на 6,12 - 10,6% и 50 циклов соответственно по сравнению с водо- и морозостойкостью известного вяжущего.

Наличие сильной щелочной среды ( в предлагаемом вяжущем - это углеродсодержащее жидкое стекло из микрокремнезема) является одним из обязательных условий гидратации алюмосиликатных систем (в предлагаемом вяжущем - это зола-унос). На базе продуктов гидратации в щелочной среде синтезируются малорастворимые в воде пятикомпонентные R₂O-RO-Al₂O₃-SiO₂-H₂O и практически нерастворимые четырехкомпонентные R₂O-Al₂O₃-SiO₂-H₂O системы. Поэтому достаточно высокие показатели водо- и морозостойкости предлагаемого вяжущего определяются, прежде всего, природой новообразований. Кроме того. на водо- и морозостойкость предлагаемого вяжущего оказывают влияние содержащиеся в жидком стекле из микрокремнезема высокодисперсные углеродистые примеси. Структура цементного камня на уровне "микробетона" определяет многие его свойства, как и свойства бетона в целом. В структуре должно быть как можно меньше пустот, незаполненных частицами меньшего размера. От соотношения пустых и заполненных промежутков зависит пористость структуры и, следовательно, свойства реального материала. Углеродистые примеси жидкого стекла, располагаясь в порах твердеющего материала, создают тем самым физическую структуру цементного камня. С увеличением доли содержащихся в жидком стекле мельчайших частиц графита и карборунда плотность упаковки повышается. Формирование цементного камня плотной структуры в свою очередь оказывает самое посредственное влияние на повышение водо- и морозостойкости материала.

В сравнении с многокомпонентным вяжущим по прототипу предлагаемое вяжущее содержит лишь два компонента. Кроме того, предлагаемое вяжущее значительно экономичнее известного, так как щелочной компонент - жидкое стекло - получают из многотоннажного отхода производства - микрокремнезема по малоэнергоемкой технологии [3,4] . По прототипу же в качестве щелочных компонентов используются дорогостоящие промышленное жидкое стекло и гидроокись кальция.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР N 279406, кл. c 04 B 7/28, 1968 2. Авторское свидетельство СССР N 313827, кл. C 04 B 7/28, 1987 3. Патент РФ N 2056353, кл. C 04 B 28/04, 1996 4. Положительное решение НИИГПЭ от 28.03.96 г. о выдаче патента по заявке N 95109463/25.

Формула изобретения

Вяжущее, включающее золу-унос и жидкое стекло, отличающееся тем, что в качестве золы-уноса используется зола-унос, полученная от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской области, в качестве жидкого стекла - жидкое стекло, изготовленное из отхода производства кристаллического кремния - микрокремнезема и содержащее до 6 - 7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей - графит и карборунд с силикатным модулем n = 1 и плотностью ρ = 1,45 - 1,49 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Зола-унос - 55,6 - 62,5 Жидкое стекло - 37,5 - 44,4

РИСУНКИ

Рисунок 1