вяжущее
Классы МПК: | C04B12/04 цементы, содержащие силикаты щелочных металлов или аммония C04B7/28 из топочных отходов |
Автор(ы): | Русина Вера Владимировна (RU), Исакова Ольга Дмитриевна (RU), Красногорова Анна Эдуардовна (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2010-11-12 публикация патента:
20.08.2012 |
Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно - к составам минеральных вяжущих веществ на жидком стекле, и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций. Технический результат - повышение прочностных показателей вяжущего при одновременном сохранении требуемых сроков схватывания. Вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской обл., и щелочной компонент - жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего 3-5 мас.% -модификации карбида кремния и 4-6 мас.% высокодисперсного чешуйчатого графита, с силикатным модулем n=1 и плотностью 1,32-1,41 г/см3, дополнительно содержит добавку - замедлитель схватывания вяжущего - отход Братского лесопромышленного комплекса - черный сульфатный щелок (ЧСЩ), указанная зола состоит на 80% из золы-унос I поля и на 20% из золы-унос II поля, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанное жидкое стекло 39,6-43,2; указанный ЧСЩ (на сухое вещество) 1,5-1,7; указанная зола указанного состава - остальное. 4 табл.
Формула изобретения
Вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской области и щелочной компонент - жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего 3-5 мас.% -модификации карбида кремния и 4-6 мас.% высокодисперсного чешуйчатого графита, с силикатным модулем n=1 и плотностью 1,32-1,41 г/см3, отличающееся тем, что дополнительно содержит добавку - замедлитель схватывания вяжущего - отход Братского лесопромышленного комплекса - черный сульфатный щелок - ЧСЩ, указанная зола состоит на 80% из золы-унос I поля и на 20% из золы-унос II поля при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанное жидкое стекло | 39,6-43,2 |
Указанный ЧСЩ (на сухое вещество) | 1,5-1,7 |
Указанная зола указанного состава | Остальное |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно - к составам минеральных вяжущих веществ на жидком стекле, и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций.
Известно вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской обл. - 55,6 62,5 мас.% и щелочной компонент - углеродсодержащее жидкое стекло, изготовленное из микрокремнезема - многотоннажного отхода при производстве кристаллического кремния на Братском алюминиевом заводе и содержащее в своем составе до 6
7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей: графита и карборунда, с силикатным модулем n=1 и плотностью
=1,45
1,49 г/см3 - 33,5
44,4 мас.% [Патент RU № 2130904 С1, С04В 12/04, С04В 7/28, 27.05.1999, 5 с.].
Недостатком описываемого вяжущего являются короткие сроки схватывания.
Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской обл., - 54,5 65,8 мас.% и щелочной компонент - жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния алюминиевого завода - микрокремнезема, содержащего до 6
7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей с силикатным модулем n=1 и плотностью
=1,27
1,48 г/см3 - 34,0
44,7 мас.% и дополнительно содержащее добавку - замедлитель схватывания вяжущего - отход производства молочных продуктов ООО «Молоко» г.Братска - молочную сыворотку [Патент RU № 2237631 С1, С04В 12/04, В 7/28, 10.10.2004, 6 с.].
Недостатком описываемого вяжущего являются невысокие прочностные показатели затвердевших образцов, что связано с содержащейся в материале молочной сывороткой, вызывающей замедление процессов структурообразования вяжущего.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества вяжущего.
Технический результат - повышение прочностных показателей вяжущего при одновременном сохранении требуемых сроков схватывания.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской обл., и щелочной компонент - жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего 3-5 мас.% -модификации карбида кремния и 4-6 мас.% высокодисперсного чешуйчатого графита, с силикатным модулем n=1 и плотностью
=1,32-1,41 г/см3, дополнительно содержит добавку - замедлитель схватывания вяжущего - отход Братского лесопромышленного комплекса - черный сульфатный щелок (ЧСЩ), а указанная зола состоит на 80% из золы-унос I поля и на 20% из золы-унос II поля, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанное жидкое стекло | 39,6-43,2; |
Указанный ЧСЩ (на сухое вещество) | 1,5-1,7; |
Указанная зола указанного состава | Остальное |
Свойства ЧСЩ представлены в табл.1, а свойства зол - в табл.2 и 3.
Таблица 1 | |||||||
Свойства ЧСЩ | |||||||
Физическое состояние и цвет | Запах | Плотность, г/см3 | Концентрация, % | Содержание, %, от сухих компонентов | |||
Смоляные и жирные кислоты | Лигнин и его соединения | Нейтральные и омыленные вещества | Минеральные вещества | ||||
Густая вязкая жидкость темно-коричневого цвета | Неприятный | 1,13 | 22,5 | 3 | 40 | 10 | 15 |
Таблица 2 | ||||||
Свойства золы-уноса | ||||||
Тип золы (поле) | Цвет | Истинная плотность, кг/м3 | Насыпная плотность, кг/м3 | Остаток на сите № 008, % | Влажность, % | П.П.П., % |
I | Светло-серый | 2600 | 963 | 6,3 | 1,5 | 1,17 |
II | Желто-серый | 2530 | 826 | 5,4 | 1,7 | 2,2 |
Таблица 3 | ||||||||
Химический состав золы-уноса | ||||||||
№ поля | Содержание соединений, мас.% | |||||||
SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | K 2О | Na 2O | |
I | 46,6 | 26,9 | 8,8 | 12,7 | 2,3 | 1,6 | 0,6 | 0,2 |
II | 50,5 | 8,6 | 8,4 | 20,5 | 1,7 | 1,5 | 0,6 | 0,1 |
Образцы для испытания готовили следующим образом.
Зола-унос перемешивалась с кварцевым песком в соотношении «Зола: Песок»=1:3. При этом состав золы был следующим: зола-унос I поля 80%, а зола-унос II поля 20%.
К полученной смеси добавлялось в количестве 40,9% от массы вяжущего жидкое стекло из микрокремнезема, содержащего 3 мас.% -модификации карбида кремния и 5 мас.% высокодисперсного чешуйчатого графита, с силикатным модулем n=1 и плотностью
=1,35 г/см3 с растворенным в нем ЧСЩ в количестве 1,7% (в пересчете на сухое вещество) от общей массы вяжущего.
Полученная масса тщательно перемешивалась до однородного состояния в бетоносмесителе принудительного действия. Из приготовленной смеси изготавливались образцы-балочки размером 4×4×16 см. Формование и уплотнение смеси осуществляли на виброплощадке.
Свежеотформованные образцы подверглись тепловлажностной обработке в пропарочной камере при Т=85°С по режиму: 2+2+2+2 час. Результаты механических испытаний представлены в табл.4.
Аналогичным образом были изготовлены образцы вяжущего других составов. Результаты также представлены в табл.4.
Таблица 4 | |||||||
Прочностные показатели образцов вяжущего | |||||||
Содержание смеси золы I поля (80%) и II поля (20%), мас.% | Плотность жидкого стекла, г/см3 | Содержание, мас.% | Расход жидкого стекла, % от массы вяжущего | Содержание ЧСЩ (в пересчете на сухое вещество), % от массы вяжущего | Прочность, МПа, после ТВО | ||
Графит | При изгибе | При сжатии | |||||
58,7 | 1,36 | 6 | 3 | 39,6 | 1,7 | 5,6 | 31,6 |
58,0 | 1,32 | 6 | 3 | 40,3 | 1,7 | 3,5 | 20,8 |
55,3 | 1,38 | 4 | 5 | 43,2 | 1,5 | 3,9 | 24,7 |
55,8 | 1,40 | 5 | 4 | 42,7 | 1,5 | 4,5 | 30,3 |
56,9 | 1,37 | 4 | 3 | 41,5 | 1,6 | 4,8 | 32,1 |
56,3 | 1,41 | 4 | 5 | 42,1 | 1,6 | 5,4 | 33,7 |
57,4 | 1,35 | 5 | 3 | 40,9 | 1,7 | 6,0 | 35,3 |
Анализ полученных данных показывает, что частичная замена золы-унос I поля на золу-унос II поля в составе вяжущего позволяет поднять прочностные показатели затвердевших образцов вяжущего до уровня (и выше) бездобавочного состава, а содержащаяся в вяжущем добавка ЧСЩ в количестве 1,5-1,7% от массы вяжущего обеспечивает при этом требуемые сроки схватывания вяжущего.
Класс C04B12/04 цементы, содержащие силикаты щелочных металлов или аммония
шлаковый плавень - патент 2478590 (10.04.2013) | |
вяжущее - патент 2471734 (10.01.2013) | |
вяжущее - патент 2470881 (27.12.2012) | |
вяжущее - патент 2458877 (20.08.2012) | |
вяжущее - патент 2458875 (20.08.2012) | |
способ получения полуфабриката для изготовления строительного материала - патент 2452704 (10.06.2012) | |
способ получения вяжущего - патент 2440319 (20.01.2012) | |
вяжущее - патент 2439012 (10.01.2012) | |
способ получения твердого неорганического материала - патент 2422392 (27.06.2011) | |
ультрадисперсный вяжущий материал - патент 2411201 (10.02.2011) |
Класс C04B7/28 из топочных отходов