Вяжущее

(51) 04 7/14 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ вяжущего и бетонных изделий, изготовленных на его основе. Это достигается за счет того, что вяжущее,включающее тонкомолотый доменный или электротермофосфорный граншлак,щелочной и алюмосодержащий компоненты, содержит в качестве алюмосодержащего компонента криолит,при следующем соотношении компонентов, в мас. доменный (или электротермофосфорный) граншлак 81-87 щелочной компонент 8-9 криолит 5-10. Коэффициент водостойкости образцов,изготовленных на вяжущем предлагаемых составов на 22-31 выше, чем аналогичная характеристика образцов на вяжущем-прототипе, а количество несвязанной щелочи (в пересчете на 2) в составах вяжущего по изобретению в среднем на 67 меньше, чем в составах прототипа.(72) Торпищев Шамиль Камильевич Кудрышова Баян Чакеновна Торпищев Фарид Шамилевич Торпищева Руфина Шамильевна Шинтемиров Максут Абдулхадырович Досыбаева Гульнур Карбековна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Инновационный Евразийский университет(57) Изобретение относится к области стройматериалов, конкретно к составам шлакощелочных вяжущих и может найти применение в производстве строительных изделий и конструкций. Технический результат изобретения - снижение высолообразования и повышение водостойкости 21929 Изобретение относится к области стройматериалов, конкретно к составам шлакощелочных вяжущих и может найти применение в производстве строительных изделий и конструкций. Известны составы шлакощелочного вяжущего,содержащие тонкомолотый шлаковый компонент и щелочную добавку Глуховский В.Д. Грунтоцементы. Материалы Х научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава КИСИ., Киев. 1960, в качестве которой используется раствор карбоната или гидроксида натрия определенной плотности. Недостатком этого вяжущего является интенсивное высолообразование на поверхности и пониженная водостойкость бетонных изделий и конструкций, изготовленных с его использованием. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является вяжущее, принятое за прототип, включающее тонкомолотый доменный или электротермофосфорный граншлак, щелочной компонент, в качестве которого может использоваться метасиликат натрия девятиводный, карбонат натрия или смесь гидроксида натрия и калия и алюмосодержащую добавку в виде щелочного гидроалюмосиликата состава 22342 х 2 Н 2 О А.с. СССР 1158524, С 04 В 7/14, 1980 при следующем соотношении компонентов в мас. доменный (или электротермофосфорный) граншлак 86-94 щелочной компонент 3-7 алюмосодержащая добавка 3-7. К недостаткам известного вяжущего также можно отнести относительно низкую водостойкость и выделение на поверхности изделий щелочного налета в процессе твердения. Технический результат изобретения - снижение высолообразования и повышение водостойкости вяжущего и бетонных изделий, изготовленных на его основе. Технический результат изобретения достигается тем, что вяжущее, включающее тонкомолотый доменный или электротермофосфорный граншлак,щелочной и алюмосодержащий компоненты,содержит в качестве последнего криолит при следующем соотношении компонентов, в мас. доменный (или электротермофосфорный) граншлак 81-87 щелочной компонент 8-9 криолит 5-10 Предложенное техническое решение характеризуется новой совокупностью признаков, приводящих к получению положительного эффекта. Отличием предложенного состава шлакощелочного вяжущего от прототипа является использование в качестве алюмосодержащего компонента криолита (36), обеспечивающего образование водостойких щелочных гидроалюмосиликатов (типа содалита, гидронефелина и анальцима) с участием ионов О 4-2 и С-, которые связывают свободную щелочь в начальной стадии гидратации вяжущего,что приводит к снижению высолообразования и повышению водостойкости цементного камня. При введении в состав вяжущего криолита в продуктах его гидратации формируются водостойкие щелочные амфотерные и кислые оксиды типа 2-23-2-2, где амфотерный оксид представлен оксидом алюминия, а кислый кремнеземом. Щелочные гидрозоли кремнекислоты несут отрицательный заряд,а гидрозоли многовалентных металлов (железа, алюминия) заряжены положительно. Они коагулируют гидрозоли кремниевой кислоты, т.к. гидрозоли противоположных зарядов нейтрализуют друг друга или уменьшают заряд до пределов, при которых их частицы агрегируют. Водостойкие продукты,возникающие в результате агрегирования гидрозолей представляют их скоагулированные смеси - гели. Гелевидные частицы адсорбируют щелочные ионы, присутствие которых, в конечном счете, приводит к синтезу щелочных соединений, в том числе кристаллической структуры. Особенно сильное коагулирующее действие на щелочной гидрозоль кремнекислоты оказывают катионы алюминия. В результате легко синтезируются практически нерастворимые новообразования в виде четырехкомпонентных систем 2 О-2 О 3-2-Н 2 О. Гидроксиды щелочноземельных металлов (кальция) также коагулируют щелочные кремне - и алюмозоли, образуя при этом гели, содержащие оксиды щелочных и щелочноземельных металлов,что приводит к синтезу пятикомпонентных систем 223 -2 -Н 2 О. Вяжущее получают совместным помолом в шаровой мельнице шлакового материала и криолита до тонины, соответствующей удельной поверхности 3-4 м 2/г и последующего затворения полученной смеси щелочным раствором. Примеры составов вяжущих представлены в таблице 2 (составы 1-9 - предлагаемые по изобретению, 10-15 - прототип). 21929 В качестве исходных шлаковых материалов использовались электротермофосфорный гранулированный шлак Шымкентского ПО Фосфора, доменный граншлак Карагандинского металлургического комбината, химический состав которых приведен в таблице 2. Таблица 2 Химический состав шлаков. Шлак Потери при прокаливании Электротермофосфор 0,9 ный Шымкентского ПО Фосфор Доменный граншлак 2,34 Карагандинского металлургического комбината В качестве соединений щелочных металлов могут быть использованы , 23, 2 2,где- , К, а также содержащие их отходы промышленности. При оценке уровня высолообразования боковые стороны образцов покрывают парафином и устанавливают торцом в плоскодонный сосуд,залитый водой на высоту, составляющуювысоты образца. Наружную поверхность образцов обдувают воздухом с температурой 293-303 К. Количество высолов, образующихся на единице поверхности образцов в результате капиллярного подсоса и выноса влаги с открытой поверхности, определяют весовым методом (по количеству несвязанной щелочи в образцах, изготовленных из теста нормальной густоты). Для этого от испытуемых образцов отбирают пробу (образовавшиеся высолы аккуратно снимают кисточкой с поверхности),истирают ее в ступке и просеивают через сито 008. Навеску полученного порошка массой 1 г растворяют в 100 мл дистиллированной воды и кипятят в течении 1 ч. после чего раствор фильтруют. Полученный фильтрат в количестве 50 мл титруют 0,1 н соляной кислотой для определения общей щелочности раствора. По разности между общей щелочностью раствора и количеством гидроксида кальция, перешедшим в раствор и определимым весовым методом,вычисляют количество несвязанной щелочи в пересчете на 2 О, которое является косвенной характеристикой высолообразования. Испытание на водостойкость производят на образцах балочках 44 16 см, приготовленных из раствора состава 13 (вяжущеепесок), затворенной раствором щелочных компонентов различной плотности. После пропаривания одну часть образцов хранят в воздушно-сухих условиях, другую - в воде в течение 7 сут. Критерием оценки водостойкости служит коэффициент водостойкости,представляющий собой отношение прочности образца в водонасыщенном состоянии к прочности его в воздушно-сухом состоянии в эквивалентном возрасте. Результаты испытаний образцов приведены в таблице 3. Таблица 3 Результаты испытаний образцов Номер примера Предел прочности при сжатии после пропариКоэффициент вания и выдерживания в течение 7 сут., МПа водостойкости в воздушно-сухом в водонасыщенном состоянии состоянии Для предлагаемого изобретения 65,0 72,2 1,11 39 45,7 1,17 43,9 49,8 1,11 82,4 89,5 1,08 41,2 56,9 1,38 54,2 58,0 1,07 85,8 94,2 1,29 40,11 45,3 0,88 50,4 53,4 0,86 Количество несвязанной щелочи в пересчете на 2,Как видно из таблицы 3, коэффициент водостойкости образцов,изготовленных на вяжущем предлагаемых составов на 22 -31 выше,чем аналогичная характеристика образцов на вяжущем-прототипе, а количество несвязанной щелочи (в пересчете на 2) в составах вяжущего по изобретению в среднем на 67 меньше, чем в составах прототипа. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Вяжущее, включающее тонкомолотый доменный или электротермофосфорный граншлак, щелочной и алюмосодержащий компоненты, отличающийся тем, что содержит в качестве последнего криолит при следующем соотношении компонентов, в мас. Доменный (или электротермофосфорный) граншлак 81-87 щелочной компонент 8-9 криолит 5-10.