бесклинкерное композиционное вяжущее

Формула изобретения

Бесклинкерное композиционное вяжущее для производства стеновых материалов, включающее шлак металлургического производства, щелочной компонент и тонкодисперсный наполнитель из карбонатной породы - известняка или доломита, отличающееся тем, что оно содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:

Щелочной компонент - 2 - 3

Указанный тонкодисперсный наполнитель - 20 - 90

Шлак - Остальне

при этом влажность смеси составляет 12 - 16%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бесклинкерного вяжущего.

Вяжущее может быть использовано при производстве стеновых блоков и других строительных материалов методом полусухого прессования.

Известно бесклинкерное композиционное вяжущее, включающее шлак цинка, глину и известь [1]. Недостатки такого вяжущего состоят в том, что: 1) при относительно высокой прочности через 28 суток твердения в воде вяжущее имеет низкую скорость твердения в начальные сроки; 2) указанное вяжущее предполагает использование малораспространенного шлака цинка и требует больших энергозатрат для помола до высокой удельной поверхности, равной 800-900 м²/кг; 3) изделия на основе указанного вяжущего имеют невыразительные архитектурно-эстетические свойства, вызванные добавкой глины, которая затрудняет пигментацию смеси.

Известны шлакощелочные вяжущие с добавками магнезита, доломита и кальцита в количестве 1-3%, повышающими прочность, уменьшающими водопотребность, сокращающими сроки схватывания [2]. Недостатком этих вяжущих является высокое содержание щелочного компонента, образующего высолы на поверхности изделий и снижающего архитектурно-эстетические свойства изделий.

Целью изобретения является повышение эстетических свойств вяжущего и увеличение скорости набора прочности в начальные сроки твердения при пониженном содержании щелочного компонента. Достигается она тем, что вяжущее содержит в своем составе шлак металлургического производства, тонкодисперсный наполнитель - известняк или доломит и щелочной компонент при следующих массовых соотношениях:

известняк или доломит - 20-90%,

щeлoчнoй компонент - 2-3%,

шлак - остальное.

В качестве щелочных компонентов могут быть использованы щелочи NaOH, KOH, щелочные соли Na₂CO₃, K₂CO₃, а также смеси указанных щелочей с щелочными карбонатами и жидкими стеклами в различных соотношениях.

Изготовление вяжущего осуществляется следующим образом. Шлак металлургического производства подвергается сухому или мокрому измельчению в шаровой мельнице до удельной поверхности 300-400 м²/кг. Известняк или доломит, измельченный до S_уд=400-900 м²/кг, смешивается со шлаком и затворяется раствором гидроксида натрия до влажности 12-16% для обеспечения pH среды не ниже 14,5. Для повышения активности и однородности смесь может быть обработана на бегунах сухого или мокрого помола. В смесь могут быть введены различные заполнители и тонкодисперсные наполнители, в том числе и пигменты. Изготовление изделий на основе полученного шлакокарбонатного вяжущего производится путем прессования их в прессформах при удельном давлении не менее 5 МПа. Твердение изделий осуществляется в нормально влажностных условиях или при ТВО (температура изотермии - 50^oC) в течение 10-11 ч. Изделия имеют белый или светло-серый цвет и легко поддаются объемному окрашиванию при введении в смесь различных пигментов.

С использованием предлагаемого вяжущего были изготовлены образцы из липецкого доменного гранулированного шлака и известняка Иссинского карьера Пензенской области с содержанием CaCO₃ 92%. Химический состав шлака приведен в таблице 1. Составы смесей и результаты физико-механических испытаний приведены в таблице 2.

Образцы прессовались при удельном давлении 8 МПа и твердели во влажностных условиях при температуре 25^oC. Результаты испытаний показали, что использование тонкодисперсного известняка в качестве наполнителя шлакового вяжущего не препятствует образованию гидросиликатного перколяционного каркаса оптимальной структуры с плотной упаковкой частиц наполнителя, прорастанием гидратных новообразований шлаковой матрицы сквозь тонкие прослойки в местах контакта известняковых частиц. Высокие прочностные показатели шлакокарбонатных образцов указывают на то, что известняк выступает в роли не только инертного наполнителя, но и частично реагирует с вяжущим; известняковые примеси, содержащие, как правило, активные SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, проявляют пуццоланические свойства, вступая в реакцию с гидролизной известью с образованием гидросиликатов, гидроалюминатов и гидроферритов кальция; не исключается возможность образования сложных комплексных соединений - гидрокарбоалюмината кальция и основного карбоната кальция.

Литература

1. А.С. N 1717570 A1, МПК C 04 B 7/00, E 21 F 15/00.

2. Сулейменов С. Т. , Естемесов З.А., Даулетов Н.Д. Карбонатсодержащие шлакощелочные вяжущие//Строительные материалы и конструкции. - Киев.: Будивильник, 1986. - N 2. - с. 15.