вяжущее и способ его приготовления для производства декоративного бетона

Формула изобретения

1. Способ приготовления вяжущего для производства декоративного бетона, включающий дробление, смешивание, помол вяжущего, отличающийся тем, что шлак от выплавки феррохрома размалывают до крупности 700-800 м²/кг, активизатор твердения - отходы обогащения железных руд с включениями минералов гранатов 10-20% размалывают до крупности 500-700 м²/кг, смешивают с доменным гранулированным шлаком, двуводным гипсом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

доменный гранулированный шлак	28-39
двуводный гипс	3-5
отходы обогащения руд	5-12
шлак от выплавки феррохрома	остальное,

дополнительно размалывают до крупности 400-450 м²/кг.

2. Вяжущее для производства декоративного бетона, характеризующееся тем, что оно получено способом по п.1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительной отрасли, а именно для декоративного окрашивания бетонов для стен, облицовочных плит, стеновых панелей, строительных камней, цветных смесей и др.

Известно вяжущее, содержащее доменный гранулированный шлак, шлак от выплавки стали, нефелиновый шлак и активатор твердения смеси фтористого калия и жидкого стекла [1].

Недостаток вяжущего заключается в низкой прочности бетона на сжатие и изгиб. Нефелиновый шлак обладает красным цветом за счет оксидов железа и небольшое содержание нефелинового шлака в вяжущем не окрашивает массу вяжущего, а превращает в грязный цвет. При дневном (солнечном) освещение оксиды железа меняют валентность и красный цвет заменяется грязным.

Наиболее близким по технической сущности и декоративным свойствам является вяжущее, содержащее шлак от выплавки феррохрома [2], которое получают помолом смеси, содержащей доменный шлак, двуводный гипс, шлак от выплавки феррохрома, горный песок (отход обогащения железных руд), причем помол смеси осуществлен до удельной поверхности 450 м²/кг. Окраска вяжущего выглядит зеленоватой. Вяжущее не обладает декоративными свойствами, невозможно использование его в качестве цветного, что является недостатком. Способ получения вяжущего из указанных компонентов путем помола до крупности 450 м²/кг не позволяет достичь равномерного и яркого окрашивания вяжущего.

Задача изобретения заключается в повышении стабильного декоративного (зеленого) цвета вяжущего, без снижения прочности и морозостойкости изготовленного бетона.

Технический результат при осуществлении изобретения заключается в оптимизации вещественного состава и его крупности, обеспечивающих стабильный цвет вяжущего.

Решение поставленной задачи достигается тем, что шлак от выплавки феррохрома размалывают до крупности 700-800 м ²/кг, отходы обогащения железных руд с включениями минералов гранатов 10-20% размалывают до крупности 500-700 м² /кг, смешивают с доменным гранулированным шлаком, двуводным гипсом, активизатором твердения в соотношении, мас.%: доменный гранулированный шлак 28-39; двуводный гипс 3-5; отходы обогащения руд 5-12; шлак от выплавки феррохрома - остальное, дополнительно размалывают до крупности 400-450 м²/кг.

Вяжущее для производства декоративного бетона, характеризующееся тем, что оно получено способу приготовления вяжущего.

В качестве активтора твердения используются отходы обогащения железных руд с включениями минералов гранатов 10-20% и шлак от выплавки феррохрома, при следующем соотношении компонентов, мас.%: доменный гранулированный шлак 28-39; двуводный гипс 3-5; отходы обогащения руд 5-12; шлак от выплавки феррохрома - остальное.

Органические красители и анилино-красочные красители не применяются для бетонов и растворов, т.к. они при солнечном освещении и под действием атмосферных осадков окисляются кислородом воздуха, разрушаются, поэтому бетоны и растворы теряют первоначальный цвет. Наиболее устойчивы и долговечны минеральные красители, например оксиды железа, хрома, меди.

В настоящее время металлургические комбинаты производят красный краситель на основе оксида железа. Это неустойчивое вещество, которое под действием атмосферных осадков и солнечных лучей изменяет окраску, т.е. оксид железа изменяет валентность с окислением железа. Кристаллическая решетка не устойчива на воздухе, хотя природные оксиды железа: охра желтая и красная, чрезвычайно устойчивы и красивы.

Природный оксид хрома и примесь его в шлаке от выплавки феррохрома устойчивы на воздухе и обладают зеленым цветом, что послужило основой для разработки цветного вяжущего.

Предлагаемое вяжущее содержит отходы обогащения железных руд (горный песок), которое имеет природную окраску зеленого цвета. Окраска этого компонента стабильная, а в процессе приготовления вяжущего не изменяется. Отходы производства содержат минералы граната, которые фактически являются природным компонентом, и в составе вяжущего применяются как активатор гидратации и твердения бетона.

Гранулированный доменный шлак имеет белый цвет и содержит двухкальциевый силикат 2СаО·SiO₂, являющийся вяжущим веществом в цементах (минерал белит), не оказывает вредного влияния на окраску соединений хрома в шлаке от выплавки феррохрома.

Указанные минеральные красители требуют тонкого измельчения, поэтому предлагается предварительно размолоть его до крупности 700-800 м²/кг и затем добавлять в смесь вяжущего.

Активатор твердения (отход обогащения) предварительно размалывают до крупности 500-700 м²/кг, что резко повышает качество его как вяжущего вещества и активатора гидратации.

Размолотые отходы, шлак от выплавки феррохрома, гипс двуводный и гранулированный доменный шлак смешиваются и подвергаются помолу до крупности 400-450 м²/кг.

Пример

Исходные материалы с химическим составом, приведенном в таблице 1, подвергались сушке при температуре 115°С в сушильном шкафу. Пробу шлака от выплавки феррохрома подвергали измельчению до крупности 700 м²/кг на лабораторном виброистерателе. Проба отходов обогащения измельчалась в виброистерателе до крупности 600 м²/кг. Измельченные шлак от выплавки феррохрома, отходы обогащения, двуводный гипс, гранулированный доменный шлак смешивались и размалывались в лабораторной мельнице. Измельченная масса соответствовала марке вяжущего М 450. Полученное вяжущее визуально оценивалась и соответствовало ярко-зеленому цвету.

На основании полученного вяжущего были приготовлены растворы с различным содержанием вяжущего и изготовлены образцы, которые были подвергнуты испытаниям, результаты испытаний образцов, имеющих устойчивую окраску от зеленого до ярко-зеленого, приведены в таблице 2.

Результаты подтвердили предложенный состав вяжущего и способ его приготовления, позволяют его получать из отходов производства.

Источники информации

1. А.С. СССР № 160852. Вяжущее. МПК 6 СO4В 7/14, Заявит. и авторы Блажис А.Р., Ростовская Г.С. Заявл. 15.08.1988. Опубл. 23.11.1990.

2. Патент РФ № 2368577. Вяжущее. МПК СO4В 7/14 (2006.01). Патентообл. ГОУ ВПО «СибГИУ», Авторы: Коробейников А.П., Силин А.Н., Барыльников В.В. Заявл. 10.04.2008.

Таблица 1 Исходные материалы для получения вяжущего
Материалы	Номер пробы	Химический состав, масс.%:
SiO2	CaO	MgO	Al2O2	S	FeO+Fe2 О3	Na 2O+K2O	Cr2O3	Feоб
Шлаки от выплавки феррохрома	1	29-31	0,8-1,2	45-48	14-16	-	0,5-1,5	-	4-6	-
2	29,1	1,1	44,4 5	15,9	0,29	1	-	7,7	1,5
3	32,0	0,89	45,5	18,8	0,21	0,77	-	1,3	-
Доменный	1	36,2	38-	4,8-	12,3	0,1	0,6-2,6	0,13-0,17
шлак	2	42	42	9,9	-17	-	-
Отходы	1	34,1	11,3			0,8
обогащения	2	-	-	4,2-9,9	9,8-11	-	12,8-26,1	1,3-3,2
	3	39,9	13,7			1,5			-	-

Таблица 2 - результаты испытаний образцов бетона

Таблица 2
Вяжущее	№ состава	Состав вяжущего, мас.%:	Предел прочности в возрасте 28 суток	Морозостойкость
Доменный шлак	Гипс	Отходы обогащения	Шлак от выплавки феррохрома номер пробы	При сжатии	При изгибе
1	2	3
Предложенное	1	28	4	12	-	56	-	61,1	11	350
2	35	3	8	-	56	-	72,1	12	360
3	39	5	5	-	-	51	72,1	12,3	360
4	3	4	12	51	-	-	58,3	8,0	300
5	33	4	12	-	51	-	62,0	8,1	330
6	33	4	12	-	-	51	60,0	8,1	340
7	39	4	8	49		-	43,9	7,7	280