способ получения вяжущего

Формула изобретения

Способ получения вяжущего, включающий помол шлака с добавкой, повышающей гидравлическую активность вяжущего, с последующим затворением раствором жидкого стекла, отличающийся тем, что в качестве указанной добавки используют алюмосиликатную добавку - кремнистую цеолитсодержащую породу Татарско-Шатршанского месторождения РТ или отход производства жидкого стекла из кремнистой цеолитсодержащей породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ, или крошку синтетического цеолита - отход производства ОАО "Салаватнефтеоргсинтез" при соотношении компонентов, мас.%

Шлак и указанная добавка
при их соотношении 1:(0,05-0,1)	70-75
Жидкое стекло	25-30

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении бетонов и растворов на основе шлакощелочного вяжущего.

Известен способ получения шлакощелочных вяжущих путем помола гранулированного шлака в мельницах различного типа с последующим затворением продукта помола щелочесодержащими растворами (Глуховский В.Д. Грунтосилiкатнi вироби i конструкцii. Киев, "Будiвельник", 1967, с.83).

Недостатком такого способа является низкая гидравлическая активность вяжущих из кислых шлаков при твердении в естественных условиях и воде.

Известен способ получения шлакощелочного вяжущего, заключающийся в том, что с целью повышения гидравлической активности, гидрофобизацию шлака проводят путем совместного помола его с добавкой полиорганилгидросилоксана с последующими термообработкой при 80-150°С тепловым ударом с изостатической выдержкой 30-120 мин и затворением щелочесодержащим раствором (А.с. СССР 814920, М³ С 04 В 7/14, С 04 В 19/04, 23.03.1981). Недостатком этого способа является сложность технологического процесса.

Известен способ получения шлакощелочного вяжущего, заключающийся в том, что с целью повышения гидравлической активности, грануляцию шлакового расплава осуществляют путем его раздува сухим воздухом при давлении 2-8 ати с последующим охлаждением полученных гранул до 200-300°С, а измельчение осуществляют путем ударного взаимодействия встречных потоков шлаковых гранул, разогнанных до 150-200 м/с паром с давлением 6-8 ати (А.с. СССР 1057455, кл. С 04 В 7/14, БИ №44, 30.11.83). Недостатком этого способа является сложность технологического процесса и большие энергозатраты.

Наиболее близким к изобретению является способ получения вяжущего, включающий помол шлака с добавкой, содержащей, мас.%: щелочной лигносульфонат 2,5-33,3% и нейтрализованный известью упаренный отход хромирования, меднения и никелирования 66,7-97,5 при соотношении добавки и шлака (0,03-0,1): 1, с последующим затворением раствором жидкого стекла (А.с. СССР 1357383 А, кл. С 04 В 7/153, БИ №45, 07.12.87).

Недостатками этого способа является сложность технологического процесса, связанная с необходимостью упаривания отхода хромирования, меднения и никелирования, нейтрализации его известью, дефицит используемой добавки.

Изобретение направлено на упрощение технологии, расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих и повышение гидравлической активности путем применения алюмосиликатных добавок.

Результат достигается тем, что в способе получения вяжущего, включающем помол шлака с добавкой, повышающей гидравлическую активность вяжущего, с последующим затворением раствором жидкого стекла, согласно изобретению, в качестве указанной добавки используют алюмосиликатную добавку - кремнистую цеолитсодержащую породу Татарско-Шатршанского месторождения РТ или отход производства жидкого стекла из цеолитсодержащей кремнистой породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ, или крошку синтетического цеолита - отход производства ОАО "Салаватнефтеоргсинтез" при соотношении компонентов, мас.%:

Шлак и указанная добавка
при их соотношении 1:(0,05-0,1)	70-75
Жидкое стекло	25-30

В качестве алюмосиликатной составляющей шлакощелочного вяжущего могут применяться кислые гранулированные доменные и электротермофосфорные шлаки, соответствующие ГОСТ 3476-74 "Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов". Для изготовления образцов использовали доменный гранулированный шлак Магнитогорского металлургического комбината. Химический состав шлака представлен в табл.1.

Таблица 1
Содержание соединений по массе, %											Модуль основности
SiO 2	CaO	Al 2O3	MgO	MnO	Fe2 О3	TiO 2	Na2O	К2O	Р 2O5	SO 3
36,63	38,24	13,49	7,31	0,16	0,19	1,05	1,04	0,76	0,03	1,09	0,9

Для затворения шлакощелочных вяжущих использовали жидкое стекло производства ГУП "Камгэсэнергостройпром" плотностью 1,3 г/см³ с силикатным модулем n=1,5-2, соответствующий требованиям ГОСТ 13078-81 "Силикат натрия растворимый". Химический состав жидкого стекла представлен в таблице 2.

Таблица 2
SiO2	Al 2O3	TiO 2	Fe2O 3	MnO	CaO	MgO	Na2 O	К2O	Р2O5
28,05	0,055	0,01	0,014	0,01	0,01	0,01	9,92	0,01	<0,01

В качестве алюмосиликатных добавок использовали цеолитсодержащую кремнистую породу Татарско-Шатршанского месторождения РТ или отход производства жидкого стекла из цеолитсодержащей кремнистой породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ, или крошку синтетического цеолита - отход производства АО "Салаватнефтеоргсинтез". Химический состав алюмосиликатных добавок представлен в таблице 3.

Таблица 3
№	SiO2	Al2O3	Fe2O3	FeO	CaO	MgO	Na2O	К 2O	TiO2	MnO	F2 O5	SO 3
1	59,5	4,7	1,4	0,04	15,3	0,8	0,06	1,0	0,2	0,01	0,06	0,05
2	54,09	5,85	1,63	0,27	12,54	0,79	9,84	0,95	0,31	0,01	0,08	<0,05
3	62,1	15,3	1,0	1,1	-	-	11,2	-	-	0,05	0,08	<0,05

1 - цеолитсодержащая кремнистая порода Татарско-Шатршанского месторождения РТ;

2 - отход производства жидкого стекла из цеолитсодержащей кремнистой породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ;

3 - крошка синтетического цеолита NaX, формованного со связующим в процентном отношении, состоит из 22-25% каолиновой глины и 75-78% цеолита NaX, химическая формула которого может быть выражена в окислах следующим образом: Na₂OxAl ₂О₃х2...2,5 SiO₂.

Образцы для испытаний готовят следующим образом.

Предварительно высушенный до влажности не более 1% доменный гранулированный шлак Магнитогорского металлургического комбината подвергают совместному помолу до удельной поверхности 300-350 м²/кг с алюмосиликатной добавкой (кремнистая цеолитсодержащая порода или крошка синтетического цеолита, или отход производства жидкого стекла из кремнистых цеолитсодержащих пород) при соотношении добавки и шлака (0,05-0,1): 1. Измельченную массу затворяют водным раствором жидкого натриевого стекла плотностью 1,3 г/см³ с силикатным модулем n=1,5-2. При этом соотношение компонентов составляет, мас.%:

Кислый доменный гранулированный шлак:

Алюмосиликатная добавка (0,05-0,1):1	70-75
Жидкое стекло	25-30

Образцы изготовляют из теста нормальной густоты в соответствии с требованиями ГОСТ 310.3-76. Прочность образцов шлакощелочного вяжущего определяется после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 при температуре изотермического прогрева 95+5°С и при твердении в воде и нормальных условиях через 28 сут. Результаты испытаний предложенных вяжущих представлены в табл.4.

Результаты испытаний показывают, что предлагаемое вяжущее интенсивно твердеет как в воде, так и в нормально-влажностных условиях, тогда как контрольные образцы в воде разрушаются, а их прочность в нормально-влажностных условиях невысокая.

Основными продуктами гидратации шлакощелочных вяжущих, обуславливающими их высокие эксплуатационные характеристики (прочность, морозостойкость и т.д.) являются низкоосновные гидросиликаты кальция, щелочно- и щелочноземельные гидроалюмосиликаты типа цеолитов и слюд т.д. В связи с этим полученный эффект, вероятно, объясняется тем, что введение добавок, сходных по структуре и составу с основными щелочесодержащими новообразованиями искусственного шлакощелочного камня, способствует образованию водостойких продуктов твердения, существенно повышающих гидравлическую активность шлакощелочных вяжущих на основе кислых доменных гранулированных шлаков.

Таким образом, техническая эффективность изобретения заключается в получении вяжущего на кислых гранулированных доменных шлаках, обладающих высокой гидравлической активностью при твердении в естественных условиях и в воде.