Вяжущее (варианты)

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве для изготовления растворов и бетонов. Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент - жидкое стекло и наполнитель, содержит жидкое стекло плотностью 1,3 г/см³, с силикатным модулем n=1,5, а в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 масс.% полевых шпатов, при соотношении компонентов, масс.%: гранулированный доменный шлак - 58,9-68,2, бой указанного керамического кирпича - 22,8-31,7, указанный щелочной компонент - 9,0-9,4 или гранулированный доменный шлак - 31,2-40,4, бой указанного керамического кирпича - 49,3-58,0, указанный щелочной компонент - 10,3-10,8. В другом варианте вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, содержит в качестве щелочного компонента водный раствор кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см³, а в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 масс.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%: гранулированный доменный шлак - 57,1-66,7, бой указанного керамического кирпича - 28,6-38,0, указанный щелочной компонент - 4,7-4,9, или гранулированный доменный шлак - 28,4-38,0, бой указанного керамического кирпича - 56,9-66,3, указанный щелочной компонент - 5,1-5,3. Технический результат - повышение прочности при сжатии, а также снижение себестоимости и расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих. 4 н.п. ф-лы, 4 табл.

 

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве для изготовления растворов и бетонов.

Известны вяжущие, состоящие из доменного гранулированного шлака 60-80%, активатора твердения 10-30% и наполнителя 10-30%, в которых в качестве наполнителя использовалась обожженная и необожженная глина. Оптимальное содержание наполнителя - 20% и 15%, при этом прочность повышается с 77 до 118 МПа и с 77 до 83 МПа соответственно (Глуховский В.Д. и др. Шлакощелочные бетоны на мелкозернистых заполнителях. Киев, "Вища школа", 1981, с. 57-58).

Недостатком данного состава вяжущего является невысокая прочность шлакощелочного камня.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее, состоящее из гранулированного доменного шлака, соединений щелочных металлов и молотого шамота при следующем соотношении компонентов, мас.%: гранулированный шлак 20-60%, молотый шамот 36-72%, соединения щелочных металлов 4-8%. При использовании в качестве щелочного компонента метасиликата натрия прочность образцов повышалась с 51 до 75 МПа и с 48 до 53 МПа при использовании водного раствора едкой щелочи (А.с. СССР №697429, МКл. С04В 7/14, 18.11.79).

Недостатком данного состава является невысокая прочность шлакощелочного камня при использовании низкомодульного жидкого стекла.

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

Результат достигается тем, что вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, содержит в качестве щелочного компонента жидкое стекло плотностью 1,3 г/см³ с силикатным модулем n=1,5, в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%

Гранулированный доменный шлак	58,9-68,2
Бой указанного керамического кирпича	22,8-31,7
Указанный щелочной компонент	9,0-9,4

Результат достигается тем, что вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, содержит в качестве щелочного компонента жидкое стекло плотностью 1,3 г/см³ с силикатным модулем n=1,5, в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%

Гранулированный доменный шлак	31,2-40,4
Бой указанного керамического кирпича	49,3-58,0
Указанный щелочной компонент	10,3-10,8

Результат достигается тем, что вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, содержит в качестве щелочного компонента водный раствор кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см³, в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%

Гранулированный доменный шлак	57,1-66,7
Бой указанного керамического кирпича	28,6-38,0
Указанный щелочной компонент	4,7-4,9

Результат достигается тем, что вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, содержит в качестве щелочного компонента водный раствор кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см³, в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%

Гранулированный доменный шлак	28,4-38,0
Бой указанного керамического кирпича	56,9-66,3
Указанный щелочной компонент	5,1-5,3

В качестве алюмосиликатной составляющей шлакощелочного вяжущего могут применяться гранулированные доменные и электротермофосфорные шлаки, соответствующие ГОСТ 3476-74 "Шлаки доменный и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов". Для изготовления образцов использовали гранулированный доменный шлак Орско-Халиловского металлургического комбината (ОХМК). Химический и минеральный состав шлака представлен в табл.1 и 2.

В качестве щелочного компонента использовали: жидкое стекло по ГОСТ 13078-81 или кальцинированную соду по ГОСТ 5100-85.

Для получения образцов использовали: жидкое стекло производства ГУП "Камгэсэнергостройпром" плотностью 1,3 г/см³ с силикатным модулем n=1,5 или соду кальцинированную техническую производства Стерлитамакского АО "Сода" плотностью 1,15 г/см³.

В качестве наполнителя использовался бой керамического кирпича (БКК) Казанского комбината строительных материалов. Химический и минеральный состав представлен в табл. 1 и 2.

Таблица 1
№	Содержание в % на абс. сухую навеску
SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	MnO	CaO	MgO	SO3
ОХМК	40,02	8,22	0,36	0,1	0,34	42,02	6,26	1,45
БКК	77,52	0,63	9,85	4,4	0,06	2,03	1,15	0,07
Таблица 2
№	Минеральный состав, содержание % мас.
Кварц	Полевые шпаты	Гематит	Кристобалит	Окерманит-геленит	РАМ
ОХМК	-	-	-	-	8±2	92±2
БКК	63±6	12±2	3±1	4±1	-	18±2

Образцы для испытания готовили следующим образом. Предварительно высушенный до влажности не более 1% гранулированный доменный шлак Орско-Халиловского металлургического комбината подвергали совместному помолу с боем керамического кирпича до удельной поверхности 450-500 м²/кг. Измельченную массу затворяли водными растворами щелочных компонентов.

С целью повышения прочности вяжущее, при использовании в качестве щелочного компонента жидкого стекла плотностью 1,3 г/см³ с силикатным модулем n=1,5 или кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см³, содержит наполнитель - бой керамического кирпича.

С целью снижения себестоимости вяжущее содержит большее количество наполнителя - бой керамического кирпича.

Образцы изготавливали из теста нормальной густоты в соответствии с требованиями ГОСТ 310.3-76^* "Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии". Прочность образцов шлакощелочного вяжущего определяли после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3ч при температуре изотермического прогрева 95±5°С.

В таблице 3 приведены составы вяжущих и свойства шлакощелочного камня при использовании в качестве щелочного компонента жидкого стекла.

В таблице 4 приведены составы вяжущих и свойства шлакощелочного камня при использовании в качестве щелочного компонента кальцинированной соды.

Предлагаемые вяжущие обладают высокой прочностью при сжатии после тепловлажностной обработки и позволяют заменить часть шлака в составе вяжущего местной минеральной добавкой - боем керамического кирпича (отход Казанского комбината строительных материалов).

Повышение прочности объясняется тем, что при взаимодействии полевошпатных минералов, содержащихся в бое керамического кирпича, с едкими щелочами и низкомодульными щелочными силикатами образуются водостойкие продукты алюмосиликатного состава, проявляющие вяжущие свойства. В результате возникновения дополнительного резерва продуктов гидратации повышается прочность шлакощелочного камня. Кроме того, добавка боя керамического кирпича позволяет снизить высолообразование.

Таким образом, техническая эффективность изобретения, при использовании в качестве щелочного компонента жидкого стекла плотностью 1,3 г/см³ с силикатным модулем n=1,5, заключается в повышении прочности с 108,9 МПа до 132,0 МПа при замене гранулированного доменного шлака 27,0-28,0% боем керамического кирпича и снижении себестоимости вяжущего за счет получения равнопрочного шлакощелочного вяжущего по сравнению с бездобавочным составом при замене гранулированного доменного шлака 50,0-54,0% боем керамического кирпича.

Также техническая эффективность изобретения, при использовании в качестве щелочного компонента кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см³, заключается в повышении прочности с 59,1 МПа до 81,0 МПа при замене гранулированного доменного шлака 33,0-36,0% боем керамического кирпича и снижении себестоимости вяжущего за счет получения равнопрочного шлакощелочного вяжущего по сравнению с бездобавочным составом при замене гранулированного доменного шлака 61,0-63,0% боем керамического кирпича.

1. Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент - жидкое стекло и наполнитель, отличающееся тем, что оно содержит жидкое стекло плотностью 1,3 г/см³ с силикатным модулем n=1,5, а в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гранулированный доменный шлак	58,9-68,2
Бой указанного керамического кирпича	22,8-31,7
Указанный щелочной компонент	9,0-9,4

2. Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент - жидкое стекло и наполнитель, отличающееся тем, что оно содержит жидкое стекло плотностью 1,3 г/см³ с силикатным модулем n=1,5, а в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гранулированный доменный шлак	31,2-40,4
Бой указанного керамического кирпича	49,3-58,0
Указанный щелочной компонент	10,3-10,8

3. Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, отличающееся тем, что оно содержит в качестве щелочного компонента водный раствор кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см³, а в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гранулированный доменный шлак	57,1-66,7
Бой указанного керамического кирпича	28,6-38,0
Указанный щелочной компонент	4,7-4,9

4. Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, отличающееся тем, что оно содержит в качестве щелочного компонента водный раствор кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см³, а в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гранулированный доменный шлак	28,4-38,0
Бой указанного керамического кирпича	56,9-66,3
Указанный щелочной компонент	5,1-5,3