вяжущее и способ его получения
| Классы МПК: | C04B7/345 гидравлические цементы, не предусмотренные в подгруппах 7/02 C04B7/51 гидратация |
| Автор(ы): | Богатов Андрей Дмитриевич (RU), Ерофеев Владимир Трофимович (RU), Морозов Евгений Анатольевич (RU), Бартанов Александр Борисович (RU), Томилин Олег Борисович (RU), Казначеев Сергей Валерьевич (RU), Становкина Клавдия Васильевна (RU) |
| Патентообладатель(и): | Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2003-10-30 публикация патента:
27.02.2008 |
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при получении вяжущего. Вяжущее, затворяемое предварительно активированной водой с рН 11,0-11,5, включает, мас.%: едкая щелочь - 4-6, керамзитовый порошок - 16-18, полуводный сульфат кальция - 4-6, молотое стекло - остальное. Способ получения вяжущего включает совместный помол молотого стекла, керамзитового порошка и полуводного сульфата кальция и затворение их указанной водой с растворенной в ней едкой щелочью. Технический результат - снижение расхода чистого щелочного компонента при сохранении высоких физико-механических показателей. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
Формула изобретения
1. Вяжущее, включающее молотое стекло, едкую щелочь, керамзитовый порошок и полуводный сульфат кальция, затворяемое водой, отличающееся тем, что оно содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:
| Едкая щелочь | 4-6 |
| Керамзитовый порошок | 16-18 |
| Полуводный сульфат кальция | 4-6 |
| Молотое стекло | Остальное, |
а в качестве воды используют предварительно активированную воду с рН от 11,0 до 11,5.
2. Способ получения вяжущего по п.1, включающий совместный помол молотого стекла, керамзитового порошка и полуводного сульфата кальция и затворение их указанной водой с растворенной в ней едкой щелочью.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при получении вяжущего.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является вяжущее, включающее, мас.%: едкая щелочь - 7,0-9,0, молотый керамзит - 15,0-17,0, полуводный сульфат кальция - 3,5-4,5, кремнийорганическая жидкость - 0,04-0,05, молотое стекло - остальное, и способ его получения, включающий совместное измельчение молотого стекла, молотого керамзита и полуводного сульфата кальция и последующее введение водного раствора едкого натра и кремнийорганической жидкости (RU 2081073, МПК 6 С04В 7/00, опубл. 10.06.1997).
Недостатком известного способа является использование дорогостоящего химически чистого едкого натра при получении вяжущего.
Технический результат заключается в снижении себестоимости получения вяжущего за счет снижения расхода чистого щелочного компонента при сохранении высоких физико-механических показателей.
Сущность заключается в том, что вяжущее, включающее молотое стекло, едкую щелочь, керамзитовый порошок, полуводный сульфат кальция, затворяемое водой, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:
| Едкая щелочь | 4-6 |
| Керамзитовый порошок | 16-18 |
| Полуводный сульфат кальция | 4-6 |
| Молотое стекло | Остальное |
а в качестве воды используют предварительно активированную воду с рН от 11,0 до 11,5.
Способ получения вяжущего включает совместный помол молотого стекла, керамзитового порошка и полуводного сульфата кальция и затворение их указанной водой с растворенной в ней едкой щелочью.
Для приготовления предлагаемого состава вяжущего используют молотое стекло, которое получают из боя стекла лампового производства, химический состав которого варьируется в следующих пределах SiO 2 - 68,5-72,9; Na2О - 11,9-16,7; К2О - 1,2-3,8; CaO - 5,0-6,0; BaO - 2,2-5,5; MgO - 3,2-3,8; Fe2SO3 - 0,1-0,12; Al2О3 - 1,0-1,5.
Химический состав керамзитового порошка следующий, %: SiO2 - 65-75; Na2 O+K2O - 0,5-1,5; CaO - 0,5-3; MgO - 0,3-2; Fe2SO3+FeO - 2,5-9,5; Al2О3 - 17,0-23,0.
В качестве едкой щелочи используют едкий натр технический, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 2263-71.
Полуводный сульфат кальция должен удовлетворять требованиям ГОСТ 125-79.
Для затворения вяжущего используют активированную воду с показателем рН 11-11,5. Уровень щелочности воды повышается электрохимическим способом в электролизере при помощи электродов, имеющих разноименные электрические заряды.
Технология подготовки компонентов для получения вяжущего заключается в следующем.
Подготовка молотого стекла. Бой ламп накаливания пропускают через электромагнитный сепаратор, в котором осуществляется отделение металлических включений. Оставшаяся стеклянная фаза дробится до крупности менее 5 мм. Раздробленную массу просушивают в сушильном барабане и подвергают измельчению в шаровой мельнице. Измельченное стекло просеивают на грохоте через сито с отверстиями 0,14 мм и подают в накопительный бункер. Частицы крупностью более 0,14 мм возвращают в шаровую мельницу для домола.
Подготовка керамзитового порошка. При использовании отсевов керамзита с размером частиц не более 5 мм масса сразу поступает в сушильный барабан и затем в шаровую мельницу. В том случае если размер частиц превышает 5 мм, на первом этапе производится их дробление в молотковой дробилке. Измельченная минеральная добавка просеивается через сито с размером отверстий 0,14 мм и подается в накопительный бункер. Частицы крупностью более 0,14 мм возвращаются в шаровую мельницу для домола.
На следующем этапе отдозированное количество предварительно подготовленных молотого стекла, алюмосиликатного компонента и полуводного сульфата кальция подвергаются дополнительному совместному помолу до величины удельной поверхности 3500-4000 см 2/г.
Затворение вяжущего осуществляют предварительно активированной водой с показателем рН 11÷11,5 с растворенным в ней едким натром. При меньшем значении уровня водородного показателя воды затворения снижается эффективность ее использования из-за необходимости увеличения содержания в составе смеси чистой едкой щелочи. Большего значения уровня рН при использовании технологии электроактивации, описанной выше (без применения каких либо присадок, увеличивающих себестоимость процесса) достигнуть сложно.
Полученную смесь укладывают в формы и уплотняют вибрацией или прессованием. Отформованные образцы отверждают одни сутки в нормальных условиях, а затем в пропарочной камере при температуре 90°С.
Составы вяжущего приведены в табл.1 приложения. Количество воды составляет 28% от массы сухих компонентов.
Прочность при сжатии образцов представлена в табл.2 приложения.
Как видно из табл.1 и 2, предлагаемый состав вяжущего обладает аналогичными с прототипом прочностными характеристиками при уменьшенном в 1,5-2 раза расходе чистого едкого натра и, как следствие, пониженной себестоимости при получении вяжущего.
| Таблица 1. | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Состав | Содержание компонентов, мас.% | |||||||||||||||||||||||||||||
| Вода затворения с рН 10,0 | Вода затворения с рН 10,5 | Вода затворения с рН 11,0 | Вода затворения с рН 11,5 | Прототип | ||||||||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | |||||||||||||||
| Едкая щелочь | 4 | 5 | 6 | 7 | 4 | 5 | 6 | 7 | 4 | 5 | 6 | 7 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | |||||||||||||
| Керамзитовый порошок | 15 | 16 | 17 | 18 | 15 | 16 | 17 | 18 | 15 | 16 | 17 | 18 | 15 | 16 | 17 | 18 | 17 | |||||||||||||
| Полуводный сульфат кальция | 4 | 4,5 | 5 | 6 | 4 | 4,5 | 5 | 6 | 4 | 4,5 | 5 | 6 | 4 | 4,5 | 5 | 6 | 4,5 | |||||||||||||
| Кремнийорганическая жидкость | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0,05 | |||||||||||||
| Молотое стекло | 77,0 | 74,5 | 72,0 | 69,0 | 77,0 | 74,5 | 72,0 | 69,0 | 77,0 | 74,5 | 72,0 | 69,0 | 77,0 | 74,5 | 72,0 | 69,0 | 69,45 | |||||||||||||
| Таблица 2. | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Наименование показателей | Значение показателей | |||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | Прототип | ||||||||||||||
| Прочность при сжатии, МПа | 4,9 | 6,0 | 8,1 | 10,3 | 6,0 | 7,3 | 11,2 | 13,1 | 7,5 | 10,1 | 14,7 | 16,0 | 8,0 | 11,0 | 17,0 | 16,5 | 15,3 | |||||||||||||