Глинофосфатный материал

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при закреплении грунтов, в промышленном и гражданском строительстве. Технический результат - замедление сроков схватывания твердеющих материалов на основе фосфорной кислоты. Глинофосфатный материал, включающий суглинок, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008 5 7%, содержащий оксид Fe(II), ортофосфорную кислоту плотностью 1,25 г/см³, дополнительно содержит глинистые породы - глиежи с остатком на сите №008 5-7%, состава, мас.%: Fе₂O₃ 6,67; СаО 2,12; SiO₂ 65,04; CaO 2,12; MgO 1,83; Аl₂О₃ 18,38; в т.ч. Аl₂О₃ акт. 3,63; Na₂O 1,32; TiO₂ 0,82; K₂O 3,11; SO₃ 0,14, при следующем соотношении компонентов, мас.%: суглинок 40-42, указанный отход 12-13, глинистые породы глиежи - 17-18, ортофосфорная кислота плотностью 1,25 г/см³ - остальное. 1 табл.

 

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при укреплении грунтов.

Известны материалы на основе глин, суглинков, фосфорной кислоты и добавок - оксидов d-металлов. (Латутова М Н., Сватовская Л.Б., Чибисов Н.П. и др. Физико-химические особенности твердения ГЛИНФов и АЛЮМФов. - Л. Стройиздат, "Цемент" №10, 1990, С.11-12). Указанные известные глинофосфатные материалы твердеют на воздухе и являются водостойкими.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является выбранный за прототип глинофосфатный материал следующего состава (мас.%):

суглинок	71-74
железосодержащий отход
металлургического производства
с остатком на сите №008 5…7%,
содержащий оксид Fe(II)	7-11
ортофосфорная кислота
плотностью 1,24-1,25 г/см3	остальное

(Патент RU №2148563, С04В 28/34, 10.05.2000).

Недостатком указанного глинофосфатного материала является быстрое твердение.

Задачей изобретения является замедление сроков схватывания твердеющих фосфатных материалов.

Поставленная задача достигается тем, что глинофосфатный материал, содержащий суглинок, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008 5…7%, содержащий оксид Fe(II), ортофосфорную кислоту плотностью 1,25 г/см³, дополнительно содержит глинистые породы глиежи, содержащие мас.%: Fе₂О₃ 6,67; СаО 2,12; SiO₂ 65,04; CaO 2,12; MgO 1,83; Аl₂О₃ 18,38; в т.ч. Аl₂О₃ акт. - 3,63; Na₂O 1,32; TiO₂ 0,82; K₂O 3,11; SO₃ 0,14, с остатком на сите №008 5…7%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

суглинок	40…42
указанный отход	12…13
указанные глинистые породы глиежи	17…18
ортофосфорная кислота плотностью 1,25 г/см3	остальное

Новым по сравнению с прототипом является использование глинистых пород глиежи (породы осадочного происхождения Богучанского месторождения, близкие по свойствам к диатомитам, трепелам и опокам).

Пример осуществления изобретения

Смесь, состоящую из суглинка, железосодержащего отхода металлургического производства с остатком на сите №008 5…7%, содержащего оксид Fe(II), и глинистые породы глиежи Богучанского месторождения с остатком на сите №008 5…7%, затворяют ортофосфорной кислотой плотностью 1,25 г/см³. Используют следующие материалы: железосодержащий отход следующего основного состава, мас.%: FeO 96; CuO 0,1; Аl₂О₃ 0,4; Мо₃O₄ 0,1; NiO 0,2; SiO₂ 2,0; Сr₂O₃ 0,3; С 0,3; суглинок; ортофосфорную кислоту плотностью 1,25 г/см³ (ГОСТ 65-52-80), глинистые породы глиежи с остатком на сите №008 5…7%, содержащие мас.%: Fe₂О₃ 6,67; СаО 2,12; SiO₂ 65,04; CaO 2,12; MgO 1,83; Аl₂O₃ 18,38; в т.ч. Аl₂О₃ акт. 3,63; Na₂O 1,32; TiO₂ 0,82; K₂О 3,11; SO₃ 0,14.

Введение в смесь глинистых пород глиежи Богучанского месторождения позволяет замедлить сроки схватывания. После затвердевания на воздухе получается водостойкий глинофосфатный материал.

Сроки схватывания глинофосфатных материалов определялись по ГОСТ 310.3-78.

Для определения модуля крупности мелкая фракция железосодержащего отхода металлургического производства с размером частиц менее 5 мм подвергалась рассеву на стандартном наборе сит по ГОСТ 8735-88.

Прочность материалов определяется по ГОСТ 10180.

Примеры составов и результаты испытаний представлены в таблице.

Анализ таблицы показывает, что дополнительное использование глинистых пород - глиежей с остатком на сите №008 5…7%, содержащих мас.%: Fе₂O₃ 6,67; СаО 2,12; SiO₂ 65,04; CaO 2,12; MgO 1,83, Аl₂O₃ 18,38; в т.ч. Al₂O₃ акт. 3,63; Na₂O 1,32; TiO₂ 0.82; K₂O 3,11; SO₃ 0,14, дает возможность регулировать сроки схватывания фосфатного цемента аналогично срокам схватывания портландцемента (начало схватывания 45 мин, конец 2 ч 30 мин)

№ п.п	Состав, мас.%	Прочность при сжатии, МПа, после двухсуточного водонасыщения в возрасте 28 сут.	Сроки схватывания, ч - мин.
суглинок	Fe(II) - отход	глиежи	кислота ортофосфорная	начало	конец
1	58	13	-	29	22,5	0-20	0-30
2	40	13	18	29	20,8	0-55	2-45
3	42	12	17,5	28,5	20,0	0-40	2-40
4	40	12	19	29	20,3	1-05	2-55
5	42	12	16	30	19,6	0-45	2-00

Глинофосфатный материал, содержащий суглинок, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите № 008 5-7%, содержащий оксид Fe(II), ортофосфорную кислоту плотностью 1,25 г/см³, отличающийся тем, что он дополнительно содержит глинистые породы - глиежи с остатком на сите № 008 5-7%, содержащие, мас.%: Fе₂О₃ - 6,67; СаО - 2,12; SiO₂ - 65,04; CaO - 2,12; MgO - 1,83; Аl₂О₃ - 18,38; в т.ч. Аl₂О₃ акт. - 3,63; Na₂O - 1,32; TiO₂ - 0,82; K₂O - 3,11; SO₃ - 0,14 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

суглинок	40-42
указанный отход	12-13
указанные глинистые породы - глиежи	17-18
ортофосфорная кислота плотностью
1,25 г/см3	остальное