вяжущее

Формула изобретения

Вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, подвергнутый помолу до удельной поверхности не менее 3000 см ²/г, и щелочной активатор, отличающееся тем, что содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия - отход производства глинозема состава, мас.%: Na₂ SO₄ не менее 60, Na₂ СО₃ не более 30, SiO₂ не более 0,5, Al₂О₃ не более 3,0, Fe₂О₃ не более 0,4, влажность не более 30%, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, и дополнительно песок, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком и активатором до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, или золу-унос при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанный активатор	0,5-2,0
Указанный песок или зола-унос	30-48
Указанный шлак	Остальное

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 №446480, МПК³ С04В 7/20, 1974), включающее в себя шлак доменный гранулированный, карбонатный наполнитель, содощелочной плав.

Недостатком вяжущего является многокомпонентность системы и то, что щелочной компонент вводится в виде раствора (дополнительный узел для приготовления раствора).

Известно вяжущее (Авт. свид. СССР №436035, МПК³ С04В 7/20, 1974), включающее в себя шлак доменный, нефелиновый шлам, гипсовый камень.

Недостатком вяжущего является многокомпонентность системы, повышенная стоимость из-за того, что применяется гипсовый камень, необходимость очень тонкого помола (остаток на сите 008-5%).

Известно вяжущее (Патент РФ №2047576, МПК⁶ С04В 7/00, 1995), содержащее нефелиновый шлам, карбонат натрия, сульфат натрия, воду.

Недостатком является использование водных растворов компонентов.

Наиболее близким техническим решением является вяжущее (Патент РФ №2133233, МПК ⁶ С04В 7/153, 1999), включающее в себя глину, известь, гидроксид натрия, шлак металлургического производства (доменный гранулированный шлак).

Недостатком вяжущего является многокомпонентность системы, повышенная стоимость из-за применения извести, гидроксида натрия, щелочной компонент вводится в виде раствора, для чего необходим дополнительный узел приготовления раствора.

Техническим результатом изобретения является удешевление вяжущего, расширение сырьевой базы за счет использования для производства многотоннажных отходов промышленности, снижение экологической напряженности с одновременным сохранением высокого качества вяжущего.

Вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, подвергнутый помолу до удельной поверхности не менее 3000 см ²/г, и щелочной активатор, содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия - отход производства глинозема состава, мас.%: Na₂SO₄ не менее 60, Na₂СО₃ не более 30, SiO₂ не более 0,5, Al ₂O₃ не более 3,0, Fe ₂О₃ не более 0,4, влажность не более 30%, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, и дополнительно песок, подвергнутый совместному помолу с указанным шлаком и активатором до удельной поверхности не менее 3000 см² /г, или золу-унос при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный активатор 0,5-2,0, указанный песок или зола-унос 30-48, указанный шлак остальное.

Шлак доменный является отходом металлургического производства, сульфат-карбонат натрия (ТУ 5510 РК 0020-1974) - отходом глиноземного производства, зола-унос ТЭС - отходом от сжигания углей. Речной песок - материал дешевый и доступный. Речной песок применяется как добавка в случаях, когда он дешевле шлака доменного.

Вяжущее производят следующим образом.

Шлак доменный при необходимости предварительно просушивают и в необходимой пропорции с сульфат-карбонатом натрия и песком загружают в мельницу, где производят помол смеси до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, или шлак доменный с сульфат-карбонатом натрия загружают в мельницу, где производят помол смеси до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, а потом добавляют золу-унос. Затем эту сухую смесь смешивают в смесителе с водой до влажности, необходимой для полусухого прессования изделий или прессования методом виброформования.

В нашем случае технология основана на формовании строительных изделий методом полусухого прессования при влажности 6-10%. Формованную массу засыпают в пресс-форму и при давлении не менее 10 МПа прессуют образцы. Отформованные образцы помещают в пропарочную камеру, где подвергают термовлажностной обработке при атмосферном давлении, температуре 95-100°С в течение не менее 6 часов.

По стандартной методике измеряют прочность образцов на сжатие и изгиб. Результаты в каждой серии усредняют. Усредненные значения прочностей приведены в таблице 3.

Их таблицы 3 видно, что из вяжущих по изобретению получаются изделия с высокими эксплуатационными характеристиками.

Таким образом, происходит удешевление вяжущего, расширение сырьевой базы за счет использования для производства многотоннажных отходов промышленности, снижение экологической напряженности с одновременным сохранением высокого качества вяжущего.

Таблица 1 Химический состав шлака доменного

Содержание компонентов в % (в среднем)

SiO 2

Al2 O3

CaO

MgO

TiO2

MnO

BaO

Влажность

Сорт

37,17

13,92

40,15

7,1

0,66

0,7

0,41

9,91

1

Таблица 2 Химический состав сульфат-карбонат натрия

Содержание компонентов в % (в среднем)

Na 2SO4

Na2CO3

SiO2

Al 2O3

Fe2O3

Влажность

Не менее 60

Не более 30

Не более 0,5

Не более 3,0

Не более 0,4

Не более 30

Таблица 3
	Показатели
Характеристики			По изобретению						Прототип
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Содержание
компонентов, мас.%
- шлак доменный	98	99,5	50	69,5	50	69,5	98	98	56,3
- песок	-	-	48	30	-	-	-	-	-
- зола	-	-	-	-	48	30	-	-	-
- сульфат-	2,0	0,5	2,0	0,5	2,0	0,5	-	-	-
карбонат натрия
- гидроксид	-	-	-	-	-	-	2,0	-	0,6
натрия
- сульфат натрия	-	-	-	-	-	-	-	2,0	-
- глина	-	-	-	-	-	-	-	-	37,5
- известь	-	-	-	-	-	-		-	5,6
Прочность в
возрасте 1 сут,
МПа:
- на сжатие	26,0	20,0	19,0	17,5	21,0	20,0	35	18	19,4
- на изгиб	3,5	3,0	3,0	2,8	3,0	2,9	4,2	3,1	-
Плотность, кг/м3	1900	1900	1800	1800	1600	1700	1900	1900	-
Теплопроводность,	0,7	0,7	0,6	0,6	0,5	0,5	0,7	0,7	-
Вт/м°С