Бесцементное вяжущее

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Технический результат: увеличение прочности и огнестойкости бесцементного вяжущего и бетона на его основе. Бесцементное вяжущее, включающее золу-унос и отработанный формовочный песок литейного производства, содержит золу-унос ТЭС высококальциевую и отработанный формовочный песок литейного производства, прошедший магнитную обработку по отделению пригарков, с содержанием кремнезема выше 90% и дополнительно продукт высокоглиноземистый с содержанием оксида алюминия выше 80% - отход абразивного производства, при следующем соотношении компонентов, мас. %: зола-унос ТЭС высококальциевая 60-80, указанный формовочный песок литейного производства 10-30, указанный продукт высокоглиноземистый 5-10, при удельной поверхности всех трех компонентов от 600 до 750 м²/кг. 3 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к бесцементным составам вяжущих и бетонных смесей из отходов промышленности повышенной прочности и огнестойкости.

Известно вяжущее [а. с. 1308587, кл. С 04 В 7/28, заявл. 3.04.85 г.], включающее золу-унос и горную породу с содержанием гейландита, при следующим соотношении компонентов, мас. %: Зола-унос - 60-85 Горная порода (гейландит 30-90%) - 15-40 Недостатком известной смеси является то, что используется гейландит, который требуется предварительно добывать как природный материал, а затем размалывать до определенной фракции, что не экономично и не экологично.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является бетонная смесь [патент РФ 2065420, заявлено 21.01.93, М кл. С 04 В 28/08], включающая высококальциевую золу-унос, ферросплавную пыль, шлаковый песок, воду, при следующем соотношении компонентов, мас. %: Высококальциевая зола-унос ТЭС - 30-40 Шлаковый песок - 30-40 Высококремнеземистая пыль, отход ферросплавного производства - 3-4 Вода 60-80^oС - 20-30 Недостатком данной смеси является то, что она имеет прочность в 28 дневном возрасте от 5 до 20 МПа (смесь низкомарочная) и невысокую огнестойкость (до 200-300^oС). Кроме того, ограничено количество высококремнеземистой пыли ферросплавного производства, трудности с транспортировкой из-за низкой объемной массы (200-250 кг/м³) и дозировкой (степень дисперсности 2000-3000 м²/кг, что вызывает пыление и нужны герметичные установки).

Наиболее близким из аналогов является состав бесцементного вяжущего для связывания техногенной породы, содержащее золу-унос и отработанный формовочный песок литейного производства (см., например, RU 94028214 А1, опубл. 27.10.1996).

Задачей предлагаемого изобретения является синтезирование нового композиционного вяжущего, увеличение прочности и огнестойкости бесцементного вяжущего и бетона на его основе.

Сущность изобретения состоит в том, что бесцементное вяжущее, включающее золу-унос, отработанный формовочный песок литейного производства ("горелая земля"), содержит золу-унос высококальциевую, отработанный формовочный песок литейного производства, прошедший магнитную обработку по отделению пригарков, с содержанием кремнезема выше 90% и дополнительно продукт высокоглиноземистый (ПВГ) с содержанием оксида алюминия - Al₂O₃ выше 80% - отход абразивного производства, при следующем соотношении компонентов, мас. %: Зола-унос ТЭС высококальциевая - 60-80
Отработанный формовочный песок литейного производства - 10-30
Продукт высокоглиноземистый (ПВГ) - отход абразивного производства - 5-10
При приготовлении вяжущего смесь подвергается совместному помолу всех трех компонентов в планетарных мельницах-активаторах конструкции института Химии твердого тела и механохимии Сибирское Отделении Российской Академии Наук (ИХТТиМХ СО РАН), что обеспечивает надежность связывания свободного оксида кальция с микрокремнеземом (из отвального формовочного песка).

Совместный помол на планетарных мельницах оптимален до удельной поверхности смеси 600-750 м²/кг. Свыше 750 м²/кг смесь быстро схватывается, обладает высокой водопотребностью, снижается прочность вяжущего. Ниже 600 м²/кг снижается прочность и сохраняется высокое содержание СаО_своб в смеси.

Исходными материалами разработанного вяжущего явились высококальциевая зола-унос Абаканской ТЭЦ дисперсностью 238 ²/кг, отработанный формовочный песок (горелая земля) литейного производства А.О. "Абаканвагонмаш" (на одной территории с ТЭЦ) и отход абразивного производства (ПВГ) Юргинского абразивного завода.

Высококальциевая зола обладает вяжущими свойствами, но наличие в ней свободного оксида кальция приводит к деструкции вяжущего и бетона. Однако в процессе измельчения в планетарных мельницах происходит механохимическая активация составляющих и взаимодействие аморфного кремнезема формовочного песка с СаО_своб в золе.

При добавлении высококальциевой золы-уноса менее 60% или более 80% уменьшается прочность вяжущего (в первом случае недосчет вяжущего, а во втором связывающего СаОсвоб микрокремнезема).

При добавлении формовочного песка и ПВГ в количестве, выходящем за заявляемые пределы, также уменьшается прочность вяжущего.

Пример. Для приготовления вяжущего производили совместный помол компонентов в планетарной мельнице-активаторе АГО-3 до удельной поверхности 450; 600; 750 и 1000 м²/кг. Измельчение в ней осуществляется в поле трех инерционных сил: двух центробежных и силы Кориолиса, благодаря чему энергонапряженность АГО-3 превосходит энергонапряженность гравитационных шаровых мельниц на 2-3 порядка. За счет этого в процессе измельчения происходит механохимическая активация составляющих и взаимодействие аморфного кремнезема с CаO_своб.

Изобретение поясняется табл.1-3.

Формула изобретения

Бесцементное вяжущее, включающее золу-унос и отработанный формовочный песок литейного производства, отличающееся тем, что оно содержит золу-унос ТЭС высококальциевую и отработанный формовочный песок литейного производства, прошедший магнитную обработку по отделению пригарков, с содержанием кремнезема выше 90% и дополнительно продукт высокоглиноземистый с содержанием оксида алюминия выше 80% - отход абразивного производства, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Зола-унос ТЭС высококальциевая - 60 - 80
Указанный формовочный песок литейного производства - 10 - 30
Указанный продукт высокоглиноземистый - 5 - 10
при удельной поверхности всех трех компонентов от 600 до 750 м²/кг.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2