Вяжущее

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего, на основе доменного шлака и высокоосновного шлака от выплавки металлического марганца, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей. Технический результат - повышение прочности и морозостойкости вяжущего. Вяжущее, полученное помолом смеси, содержащей, мас.%: доменный шлак 38-50; двуводный гипс 4-7; горный песок состава, мас.%: SiO2 34,1-39,9; Al2O3+TiO2 9,8-11,0; FeO+Fe2O3 12,8-36,1; Na2O+K2O 1,3-3,2; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; P2O5 1,7-2,2; п.п.п.8,5-15,0, содержащий 10-20% минералов гранатов, 3-8; высокоосновный шлак от выплавки металлического марганца остальное, причем помол смеси осуществляют до удельной поверхности 470-480 м2/кг. 2 табл.

 

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и отвального шлака от выплавки металлического марганца, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей.

Известно вяжущее, содержащее доменный гранулированный шлак, шлак от выплавки стали, нефелиновый шлам и активатор твердения в виде смеси фторида калия и жидкого стекла (Na2SiO3·nH2O) [1]. Недостаток этого вяжущего заключается в низкой прочности на сжатие и при изгибе.

Наиболее близким к предлагаемому вяжущему по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее, содержащее доменный гранулированный шлак, шлак от выплавки стали, двуводный гипс и актизатор твердения - щелочные отходы травления стального листа [2]. Недостатками этого вяжущего также являются низкая морозостойкость и прочность.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в повышении прочности и морозостойкости вяжущего при использовании в его составе отвального шлака от выплавки металлического марганца, а в качестве активизатора - горного песка от мокрого обогащения железных руд, содержащего 10-20% минералов гранатов.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации вещественного состава, тонкости помола и гранулометрического состава компонентов при совместном помоле их в шаровой мельнице, что позволяет максимально использовать химическую (гидравлическую) активность шлаков, гипса и горного песка.

Вяжущее, полученное помолом смеси, включающей доменный шлак, активизатор твердения, двуводный гипс, содержит в качестве активизатора твердения горный песок состава, мас.%: SiO2 34,1-39,9; Al2O3+TiO2 9,8-11,0; FeO+Fe2O3 12,8-36,1; Na2O+K2O 1,3-3,2; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; P2O5 1,7-2,2; п.п.п.8,5-15,0, содержащий 10-20% минералов гранатов, и

дополнительно высокоосновный шлак от выплавки металлического марганца, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

доменный шлак 38-50
двуводный гипс 4-7
указанный горный песок 3-8
шлак от выплавки металлического марганца остальное,

а помол осуществляют до удельной поверхности 470-480 м2/кг.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что полиминеральный состав шлаков и горного песка, содержащего минералы гранаты, и соотношение компонентов обеспечивают многофазовый состав затвердевшего цементного камня. Минеральный состав предлагаемого вяжущего представлен гидросиликатами, гидроалюминатами, гидрогранатами, гидроферритами, гидросульфоалюминатами кальция. Кроме этого, в шлаках и горном песке содержатся в небольших количествах соединения железа, титана, ванадия, марганца, никеля, кобальта и др., которые усиливают процесс гидратации силикатов и алюминатов, активизируют поверхность твердых частиц, усиливают рост кристаллов и, соответственно, увеличивают плотность и прочность вяжущего [3-5].

Высокая прочность и плотность вяжущего достигается за счет различной размолоспособности доменного шлака, марганцевого шлака и горного песка и характеризуется после измельчения в шаровой мельнице двумя модулями крупности (0,002-0,008 мм) для марганцевого шлака и (0,04-0,10 мм) для доменного шлака. При гидратации активируются и вступают в реакцию наиболее мелкие частицы, в данном случае шлак от выплавки марганца. Далее в реакцию вступают частицы доменного шлака. Горный песок является наиболее твердым материалом, поэтому гидратация протекает в три стадии, что способствует образованию более плотного и, соответственно, более прочного вяжущего и бетона [4-5]. Состав вяжущего выбран с учетом размолоспособности составляющих компонентов.

Перечисленные факторы получения бесклинкерного вяжущего позволяют существенно повысить его прочность, морозостойкость.

Для получения предлагаемого вяжущего использовали гранулированный доменный шлак ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат», шлак от выплавки металлического марганца Запорожского завода ферросплавов, двуводный гипс - реактивы марки Ч, горный песок ОАО «Химические составы шлаков и песка приведены в табл.1. Составлялись смеси (табл.2) из предварительно просушенных компонентов и размалывались до удельной поверхности 470-480 м2/кг в лабораторной шаровой мельнице, затворялись водой до получения теста стандартной густоты. Изготавливались балочки размером 4×4×16 см с уплотнением на виброплощадке. Твердение осуществляли в гидравлической ванне при температуре 25°С. Испытывали образцы в возрасте 28 суток. Результаты испытаний приведены в табл.3. Предлагаемое вяжущее характеризуется повышенной прочностью, морозостойкостью и водостойкостью.

Производство предлагаемого материала позволит утилизировать доменный шлак, горный песок, шлак от выплавки марганца и создать базу для производства дешевого бесклинкерного вяжущего.

Таблица 1
Материал Химический состав, мас.%
SiO2 Al2O3+TiO2 FeO+Fe2O3 Na2O+K2O CaO MgO MnO P2O5 SO3 П.п.п.
Доменный гранулированный шлак 36,2-42,0 12,3-17,0 0,6-2,6 0,13-0,17 38,0-42,2 4,8-9,9 0,21-1,1 0,1-0,15
Шлак от выплавки марганца 27,9-29,0 1,8-3,5 2,4-3,8 44,0-45,4 3,0-3,6 17,4-20,0 0,008-0,012 0,55-1,56
Песок горный 34,1-39,9 9,8-11,0 12,8-36,1 1,3-3,2 11,3-13,7 4,2-5,7 0,3-0,55 1,7-2,2 8,5-15,0
Таблица 2
Состав вяжущих № состава Содержание компонентов, мас.%
Доменный шлак Шлак от выплавки марганца Гипс Активизатор Конверторный шлак
Предложенное 1 38 50 4 8
2 44 45 5,5 5,5
3 50 40 7 3
Известное Влага Отходы травления
4 58 9 5 9 19
5 62 10 3 4 21

Источники информации

1. А.с. СССР 1608152, МПК 6 C04B 7/14, 1990.

2. А.с. СССР 1303575, МПК 6 C04B 7/14, 1990 (прототип).

3. Гасик М.И., Лякишев Н.П., Емлин Б.И. Теория и технология производства ферросплавов. // М., «Металлургия», 1988, с.294-296.

4. Ларионова З.М., Никитина Л.В., Гарашин В.Р. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона. // М., Стройиздат, 1977, с.272.

5. Справочник по химии цемента. / Под редакцией Волконского Б.В. // Л., Стройиздат, 1980, с.221.

Вяжущее, полученное помолом смеси, включающей доменный шлак, активизатор твердения, двуводный гипс, отличающееся тем, что содержит в качестве активизатора твердения горный песок состава, мас.%: SiO2 34,1-39,9; Al2O3+TiO2 9,8-11,0; FeO+Fe2O3 12,8-36,1; Na2O+K2O 1,3-3,2; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; P2O5 1,7-2,2; п.п.п.8,5-15,0, содержащий 10-20% минералов гранатов, и дополнительно - высокоосновный шлак от выплавки металлического марганца при следующем соотношении компонентов, мас.%:

доменный шлак 38-50
двуводный гипс 4-7
указанный горный песок 3-8
высокоосновный шлак от выплавки
металлического марганца остальное,

а помол осуществляют до удельной поверхности 470-480 м2/кг.



 

Похожие патенты:

Вяжущее // 2186043
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе сталеплавильных и доменных шлаков, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, а также строительных растворов.

Изобретение относится к способу утилизации пыли, образующейся при восстановлении железной руды. .

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам получения стали и гидравлически активных связующих. .

Вяжущее // 1146289

Вяжущее // 1144994

Вяжущее // 2377200
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, сухих строительных смесей

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам безобжигового бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и золошлаковой смеси от сжигания каменного угля, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, кладочных и штукатурных растворов и сухих строительных смесей

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и сталеплавильных шлаков, которое можно использовать для производства бетонных, железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к строительным бетонам при производстве фундаментов, подпорных стен, изготовлении лестниц, плит перекрытий. Технический результат- повышение прочности при сжатии и изгибе, снижение водопотребности. В бетонной смеси, включающей многокомпонентное минеральное вяжущее, щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, кварцевый песок и воду, многокомпонентное минеральное вяжущее состоит из, мас.%: молотого до удельной поверхности не менее 4200 см2/г гранулированного доменного шлака 60-70, молотого до удельной поверхности не менее 4200 см2/г конвертерного шлама 7-9, β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008 - 23-31, клинкера - 10 от суммы вышеуказанных компонентов, и дополнительно содержит суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%: многокомпонентное минеральное вяжущее 13,2-13,8, доменный шебень фракции 5-20 мм 47,1-47,8, песок кварцевый 31,2-32,8, суперпластификатор С-3 0,11-0,12, вода - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего, на основе доменного шлака и высокоосновного шлака от выплавки металлического марганца, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей

Наверх