вяжущее (варианты)

Формула изобретения

1. Вяжущее, включающее эффузивную алюмосиликатную горную породу, щелочной активатор - известь гашеную, отличающееся тем, что в качестве эффузивной алюмосиликатной горной породы оно содержит диабаз при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Диабаз 87-93

Известь гашеная 7-13

2. Вяжущее по п.1, отличающееся тем, что диабаз совместно с известью гашеной подвергают помолу до удельной поверхности 4500-5500 см²/г.

3. Вяжущее, включающее эффузивную алюмосиликатную горную породу, щелочной активатор - известь гашеную, отличающееся тем, что оно содержит известь гашеную с раствором едкой щелочи или известь гашеную с щелочным отходом производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Диабаз 84-92

Известь гашеная 6-11

Раствор щелочи едкой или щелочные отходы производств 2-5

4. Вяжущее по п.3, отличающееся тем, что диабаз совместно с известью гашеной подвергают помолу до удельной поверхности 4500-5500 см²/г и смешивают с раствором едкой щелочи или щелочным отходом производства.

5. Вяжущее по п.3, отличающееся тем, что раствор едкой щелочи или щелочной отход производства имеют рН 9-10.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий на основе щелочных вяжущих.

Известно вяжущее (Авт. свид. СССР №449894, МПК³ С 04 В 19/00, 1974), включающее в себя алюмосиликатные или карбонатные горные породы и едкие щелочи (NaOH, КОН).

Недостатком вяжущего является применение в качестве активирующих щелочных добавок дорогостоящих материалов - едких щелочей NaOH, КОН в значительном количестве - 5-15%. Технология вяжущего также энергоемка, в ней используется автоклавирование с последующей сушкой при 120-180°С.

Известна вяжущая композиция, включающая кремнеорганический силикат, горную породу - базальт с кварцевым песком, в качестве добавки - этилсиликат натрия. (Авт. свид СССР №1715748, МПК⁵ С 04 В 12/04, 1992).

Недостатком вяжущей композиции является ее многокомпонентность, применение дорогостоящих материалов - кремнеорганического силиката, этилсиликата натрия.

Наиболее близким техническим решением является вяжущее, включающее эффузивную алюмосиликатную горную породу- базальт, и щелочные активаторы: - известь-кипелка, гашеная известь, портландцементный клинкер и т.д. (Авт. свид СССР №65849, МПК ⁴ С 04 В 7/52, 1940).

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является удешевление вяжущего, расширение сырьевой базы за счет использования для производства многотоннажных отходов промышленности с одновременным сохранением его высокого качества.

Поставленная задача достигается за счет того, что вяжущее, включающее эффузивную алюмосиликатную горную породу, щелочной активатор-известь гашеную, в качестве эффузивной алюмосиликатной горной породы содержит диабаз при следующем соотношении компонентов, мас.%: диабаз 87-93, известь гашеная 7-13. Диабаз совместно с известью гашеной может быть подвергнут помолу до удельной поверхности 4500-5500 см²/г. Вариантом вяжущего является вяжущее, включающее эффузивную алюмосиликатную горную породу, щелочной активатор-известь гашеную, при этом оно содержит известь гашеную с раствором едкой щелочи, или известь гашеную с щелочным отходом производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: диабаз 84-92, известь гашеная 6-11. Раствор щелочи едкой или щелочные отходы производств -2-5. Диабаз совместно с известью гашеной может быть подвергнут помолу до удельной поверхности 4500-5500 см²/г и смешению с раствором едкой щелочи или щелочным отходом производства. Раствор едкой щелочи или щелочной отход производства имеют рН 9-10.

В качестве диабаза вяжущее содержит отходы производства щебня с фракционным составом менее 5 мм.

Диабаз совместно с известью гашеной подвергают помолу до удельной поверхности 4500-5500 см²/г.

Растворы едкой щелочи или щелочных отходов производств имеют рН 9-10.

Для приготовления вяжущего используют горную породу - диабаз, мелкую фракцию менее 5 мм, отходы производства щебня. Так, например, на предприятии ОАО “Каменный карьер” п.г.т. Горный, Новосибирской обл., накоплено в отвалах около 5 млн м³ отходов от производства щебня и каждый год накапливается до 100 тыс. м ³.

Диабаз - широко распространенная горная порода с высокой прочностью и используется как наполнитель в бетонах на основе портландцемента. Он является продуктом низкотемпературного метаморфизма базальта - главного материала вулканических извержений.

В качестве щелочного активатора используется дешевая и доступная гашеная известь, а для получения высокопрочных строительных изделий - гашеная известь с раствором едкой щелочи (NaOH, КОН), или щелочными отходами производства с рН 9-10 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Диабаз 87-93

Известь гашеная 7-13

2. Диабаз 84-92

Известь гашеная 6-11

Щелочь едкая или щелочные отходы производств 2-5

Диабаз с гашеной известью предварительно подвергают совместному или раздельному помолу до удельной поверхности 4500-5500 см²/г.

Вяжущее получают следующим образом.

Отходы производства щебня из диабаза с фракционным составом менее 5 мм (минералогический состав диабаза приведен в табл. 1, химический состав - в табл. 2) смешивают в необходимом количестве с гашеной известью и производят размол в шаровой мельнице в течение 6 ч до удельной поверхности 4500-5500 см²/г. Затем сухую смесь диабаза и извести смешивают в смесителе с водой или с раствором едкой щелочи с рН 9-10 и доводят массу до влажности, необходимой для полусухого прессования или прессования методом виброформования.

В нашем случае технология основана на формовании строительных изделий методом полусухого прессования, влажность - 8-10%. Формовочную массу засыпают в пресс-форму и при давлении не менее 10 МПа прессуют образцы в виде кубиков с гранью 50 мм для испытания прочности на сжатие, и в виде балочек 40×40×160 мм для испытания прочности на изгиб. Отформованные образцы помещают в камеру, где подвергают термовлажностной обработке при температуре 98-100°С в течение не менее 6 ч.

По стандартной методике измеряют прочности образцов на изгиб и на сжатие. Результаты пяти измерений в каждой серии усредняют. Усредненные значения прочностей приведены в табл. 3, в которой представлены примеры 1-6, приготовленные как описано выше, и пример 1* по прототипу.

Из таблицы видно, что из диабазовых отходов производства щебня, активированных только гашеной известью, получаются эффективные вяжущие для производства строительного кирпича (примеры 1, 2, 3), а из отходов, активированных гашеной известью совместно с едкой щелочью, или гашеной известью с щелочными отходами производств с рН 9-10 (примеры 4, 5, 6), получаются высокоэффективные вяжущие для производства высокопрочных строительных изделий, например, таких как брусчатка, железнодорожные шпалы, сваи и т.д.