Вяжущее

Авторы патента:

Коробейников Анатолий Прокопьевич (RU)

Барыльников Виктор Владимирович (RU)

Владельцы патента RU 2374193:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" ГОУ ВПО "СибГИУ" (RU)

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, растворов и сухих строительных смесей. Вяжущее получают помолом до удельной поверхности 450 м²/кг смеси, включающей, мас.%: доменный шлак 35-41, двуводный гипс 5-9, горный песок состава, мас.%: SiO₂ 34,1-39,9; Аl₂О₃+ТiO₂ 9,8-11,0; FеО+Fе₂O₃ 12,8-26,1; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; P₂O₅ 0,5-0,6; SO₃ 1,7-3,2; Nа₂O+К₂О 1,3-3,2; п.п.п 8,5-18, содержащий 10-20% минералов гранатов 8-10, шлак от выплавки ферросиликоциркония. Технический результат - повышение влаго- и морозо стойкости вяжущего, при использовании в его составе только сухих компонентов. 2 табл.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменных шлаков, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, сухих строительных смесей.

Известно вяжущее, содержащее гранулированный доменный шлак, шлак от выплавки стали, нефелиновый шлам и активизатор твердения в виде смеси жидкого стекла и фторида калия [1]. Недостаток этого вяжущего - пониженная прочность на сжатие, пониженная водостойкость и морозостойкость.

Наиболее близким к предложенному вяжущему по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее, включающее, мас.% доменный гранулированный шлак 66-85, гипс 1-5, шлак производства низкоуглеродистого феррохрома - остальное [2].

Недостаток известного вяжущего - недостаточная прочность на сжатие, пониженная водостойкость и морозостойкость.

Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении влаго- и морозостойкости вяжущего при использовании в его составе только сухих компонентов - доменного шлака, шлака от выплавки ферросиликоциркония, гипса и песка.

Для достижения изобретением технического результата вяжущее, полученное помолом смеси, включающее доменный шлак, гипс, шлак ферропроизводства, содержит в качестве гипса - двуводный гипс, а в качестве шлака ферропроизводства - шлак от выплавки ферросиликоциркония, дополнительно - горный песок состава, мас.% SiO₂ 34,1-39,9; Аl₂О₃+ТiO₂ 9,8-11,0; FеО+Fе₂O₃ 12,8-26,1; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; P₂O₅ 0,5-0,6; SO₃ 1,7-3,2; Nа₂O+К₂О 1,3-3,2; п.п.п.8,5-18,0, содержащий 10-20% минералов гранатов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

доменный шлак	35-41
двуводный гипс	5-9
указанный горный песок	8-10
шлак от выплавки ферросиликоциркония	остальное,

причем помол смеси осуществляют до удельной поверхности 450 м²/кг.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что минералогический состав клинкера, доменного шлака, шлака от выплавки ферросиликоциркония и минералов гранатов, содержащихся в горном песке, идентичны. Это позволяет заменить в вяжущем клинкер шлаком от выплавки ферросиликоциркония. Доменный шлак, горный песок, содержащий минералы гранатов и шлак от выплавки ферросиликоциркония обладают вяжущими свойствами. Оптимизация состава предлагаемого вяжущего позволяет получить более прочное и морозостойкое вяжущее. Горный песок, доменный шлак и шлак от выплавки ферросиликоциркония обладают различной размолоспособностью и при помоле в вяжущем достигается больше тонкоизмельченного доменного шлака, затем более крупные частицы из шлака от выплавки ферросиликоциркония, наиболее твердым является горный песок. Поэтому при затворении вяжущего первоначально гидратируются мелкие частицы доменного шлака, затем более крупные частицы шлака от выплавки ферросиликоциркония и далее частицы гранатов. В результате такой очередности реакции наблюдается более интенсивное уплотнение и упрочнение структуры цементного камня. Высокое содержание в шлаке от выплавки ферросиликоциркония алюминатов усиливают реакцию гидратации и поэтому предлагаемое вяжущее является быстротвердеющим и не требует пропарки [3]. Преимущества предлагаемого изобретения заключаются в том, что используются отходы производства: доменный шлак, шлак от выплавки ферросиликоциркония, гипс двуводный и горный песок - отходы обогащения железных руд, при этом увеличивается прочность и морозостойкость вяжущего.

Для получения предлагаемого вяжущего применяли доменный дробленый (или гранулированный) шлак ОАО «Кузнецкий металлургический комбинат», гипс и горный песок ОАО «Абагурская агломерационная фабрика» (г.Новокузнецк). Химический состав шлаков и горного песка приведены в таблице 1, смеси компонентов приведены в таблице 2.

Компоненты вяжущего сушили в сушильном шкафу при 115°С, размалывали в лабораторной мельнице до удельной поверхности 450 м²/кг, затворяли водой до получения теста нормальной густоты, изготавливали балочки размером 4×4×16 см. Уплотняли на стандартной виброплощадке 3 мин. Твердение осуществлялось в нормальных условиях в гидравлической ванне при 25°С. Испытание образцов проводили в возрасте 28 суток. Испытание образцов на морозостойкость выполняли по ГОСТ 7025-78. Результаты испытаний приведены в таблице 2. Как видно из таблицы, предлагаемое вяжущее характеризуется по сравнению с известным более высокой прочностью и морозостойкостью.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации вещественного состава и соотношения компонентов, и максимальном использовании гидравлической (химической) активности шлаков.

Получение предлагаемого вяжущего позволяет расширить области эффективного использования металлургических шлаков, гипсов, отходов обогащения и создать базу для производства дешевых строительных материалов.

Источники информации

1. А.с. СССР 1608152, МКИ6 С04В 7/14.

2. А.с. СССР 1479432, МКИ С04В 7/153.

3. Ларионова З.М., Никитина Л.В., Гарашин В.Р. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона. // М.: Стройиздат, 1977, с.66-173.

Таблица 1
Материал	Химический состав, мас.%
SiO₂	Аl₂O₃+ТiO₂	FeO+Fe₂O₃	CaO	MgO	MnO	P₂O₅	SO₃	Na₂O+K₂O	П.п.п.
Доменный шлак	36,2-42	12,3-17	0,6-2,6	38-42,2	4,8-9,9	0, 12-1,1	-	0,4-1,2	0,13-0,17	0,1-0,15
Песок горный	34,1-39,9	9,8-11	12,8-26,1	11,3-13,7	4,2-5,7	0,3-0,55	0,5-0,6	1,7-3,2	1,3-3,2	8,5-15
Шлак от выплавки ферросиликоциркония	0,5-2,5	54-56	0,2-0,5	28-30	1,3-1,6	7-9

Таблица 2
Составы вяжущих	№ опыта	Содержание компонентов, мас.%	Предел прочности без пропарки	Водостойкость	Морозостойкость
Составы вяжущих	№ опыта	Доменный шлак	Шлак от выплавки ферросиликоциркония	Водостойкость	Морозостойкость	Гипс	Песок горный	Отходы травления стального	При сжатии	При изгибе
МПа	МПа
Предложенное	1	40	45	5	10		65,4	15,5	0,81	330
Предложенное	2	41	43	7	9		49,9	14,7	0,84	300
3	35	48	9	8	71,3	16,4	0,87	350

Вяжущее, полученное помолом смеси, включающей доменный шлак, гипс, шлак ферропроизводства, отличающееся тем, что содержит в качестве гипса - двуводный гипс, а в качестве шлака ферропроизводства - шлак от выплавки ферросиликоциркония, дополнительно - горный песок состава, мас.%: SiO₂ 34,1-39,9; Аl₂О₃+ТiO₂ 9,8-11,0; FеО+Fе₂O₃ 12,8-26,1; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; P₂O₅ 0,5-0,6; SO₃ 1,7-3,2; Nа₂O+К₂О 1,3-3,2; п.п.п 8,5-18, содержащий 10-20% минералов гранатов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

доменный шлак	35-41
двуводный гипс	5-9
указанный горный песок	8-10
шлак от выплавки ферросиликоциркония	остальное,

причем помол смеси осуществляют до удельной поверхности 450 м²/кг.

Похожие патенты:

Вяжущее // 2368577

Вяжущее // 2366627

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.

Вяжущее // 2363674

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

Вяжущее // 2363673

Изобретение относится к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного и мартеновского шлаков и может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий и строительных растворов.

Сульфатно-шлаковое вяжущее // 2340577

Изобретение относится к составу сульфатно-шлакового вяжущего, применяемого при изготовлении строительных изделий и конструкций, а также при возведении массивных подземных и подводных бетонных и железобетонных сооружений.

Щлакощелочное вяжущее // 2247697

Изобретение относится к шлакощелочным материалам и может быть использовано в качестве самостоятельного строительного материала или в составе бетонных смесей для дорожного, гражданского и промышленного строительства.

Декоративный шлаковый цемент // 2232139

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерных шлаковых вяжущих, применяемых для получения декоративных цементов, а также для растворов и бетонов на их основе.

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.

Смесь для изготовления теплоизоляционных изделий // 2169132

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к легкобетонным смесям для теплоизоляционных изделий, используемых в ограждающих конструкциях. .

Способ получения сульфатного цемента или заполнителей из сульфатного цемента // 2163574

Изобретение относится к способу получения сульфатного цемента или заполнителей из сульфатного цемента, причем гидравлически активные синтетические шлаки с основностью шлака CaO/SiO2 между 1,35 и 1,6, как, например, шлаки от сжигания мусора и/или доменные шлаки в смеси со шлаками от производства стали после восстановления оксидов металлов в расплаве, и с содержанием Al2O3 10-20 вес.

Вяжущее // 2376251

Гидравлическое вяжущее // 2376252

Изобретение относится к активируемому щелочью гидравлическому вяжущему, содержащему шлаки и алюмосиликаты

Вяжущее // 2377200

Вяжущее и способ приготовления его // 2416580

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

Вяжущее бесклинкерное // 2430043

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

Вяжущее // 2442758

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности минеральных вяжущих веществ, и может быть использовано при производстве шлакощелочных вяжущих

Способ активации вяжущих свойств минеральных техногенных продуктов // 2456251

Изобретение относится к способу активации вяжущих свойств техногенных минеральных продуктов в виде зол или шлаков, содержащих оксид кальция, кремнезем и глинозем

Вяжущее // 2476392

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам малоклинкерных безобжиговых вяжущих материалов, и может быть использовано при производстве строительных растворов, бетонных смесей

Композиционное водостойкое гипсовое вяжущее // 2505504

Изобретение относится к строительной, химической и металлургической отраслям промышленности и может быть использовано для переработки металлургических шлаков и техногенных гипсов в гидравлическое вяжущее для строительной индустрии. Композиционное водостойкое гипсовое вяжущее содержит полученную совместным помолом тонкомолотую смесь рафинировочного шлака и гипса дигидрата сульфата кальция. Вяжущее содержит рафинировочный шлак печи-ковша, добавку с пуццолановыми свойствами и активатор гидратации периклаза при соотношении компонентов в вяжущем, мас.%: Шлак рафинировочный печи-ковша 80-50; дигидрат сульфата кальция 10-25; добавка с пуццолановыми свойствами 9,5-23; активатор гидратации периклаза 0,5-2,0. В качестве дигидрата сульфата кальция содержит природный гипс, фторангидрит или фосфогипс. В качестве добавки с пуццолановыми свойствами содержит известняк или мрамор, кислый шлак электросталеплавильного производства или красный шлам. В качестве активатора гидратации периклаза содержит бишофит или сернокислый магний. Технический результат - предотвращение образования продуктов гидратации, вызывающих разупрочнение вяжущего при использовании рафинировочного шлака печи-ковша, при сохранении его прочностных свойств. 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Бетонная смесь // 2631741

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.