способ получения вяжущего

Формула изобретения

Способ получения вяжущего, включающий совместную механохимическую активацию измельчением кислого золошлака гидроудаления, извести и гипса, отличающийся тем, что используют при указанном измельчении указанный золошлак с содержанием потерь при прокаливании 15,11%, активностью 0 МПа и крупностью не более 1 мм, известь гидратную свежеприготовленную крупностью не менее 500 мкм и гипс двуводный при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный золошлак 54,8-78,4; указанная известь 18,9-41,1; гипс двуводный 2-5,6.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к способу получения вяжущего на основе кислой каменноугольной золы, и может быть использовано при производстве строительных растворов и бетонов.

Известен способ получения известково-зольного вяжущего [Волженский А.В., Буров Ю.С., Виноградов Б.Н., Гладких К.В. Бетоны и изделия из шлаковых и зольных материалов (при твердении в пропарочных камерах и автоклавах). - М.: Стройиздат, 1969. С.154-159], при котором золошлаковый продукт (75-85%), известь кипелка (10-20%) и гипсовый камень (0-5%) совместно измельчают.

Однако в составе данного вяжущего присутствует малоактивный золошлаковый компонент, для активизации взаимодействия с известью и гипсом которого требуется повышение температуры (пропаривание или запаривание).

Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению является способ получения известково-зольного вяжущего [Костин В.В. Применение зол и шлаков ТЭС в производстве бетонов. - Новосибирск: НГАСУ, 2001. - 176 с., прототип], при котором вяжущее получали путем совместной механохимической активации высококальциевой золы (ВКЗ) 33-40%, кислой золы 50%, извести 8-15% и гипса 2%.

Однако в данном способе получения вяжущего используются высококальциевые золы-уноса, в составе которых уже присутствуют клинкерные минералы в количестве 15,82% (активность 4,0 МПа), способствующие твердению. Необходимость присутствия высококальциевой золы в составе вяжущего сдерживает его получение в регионах, где такая зола отсутствует.

Задачей заявляемого изобретения является получение вяжущего на основе кислой золы гидроудаления (активность 0 МПа), в составе которого путем механохимической активации будут синтезированы минералы, способствующие набору его прочности.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения вяжущего, включающего совместную механохимическую активацию измельчением кислого золошлака гидроудаления, извести и гипса, согласно заявляемому изобретению используют при указанном измельчении указанный золошлак с содержанием потерь при прокаливании 15,11%, активностью 0 МПа и крупностью не более 1 мм, известь гидратную свежеприготовленную крупностью не менее 500 мкм и гипс двуводный при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный золошлак 54,8-78,4; указанная известь 18,9-41,1; гипс двуводный 2-5,6.

Непрерывный подвод механической энергии при измельчении вызывает изменение строения и состава минералов исходных компонентов. В результате механохимической активации происходит аморфизация минералов кристаллической фазы, происходит деструкция алюмосиликатных компонентов золошлаков. Происходит дегитратация Са(ОН)₂ до СаО и CaSO ₄·2H₂O до CaSO₄·0,5 H ₂O. Вода, содержавшаяся в гидротированной золе и вновь образованная в результате дегидратации, способствует протеканию реакции силикатообразования.

Механохимическая активация также способствует накоплению на поверхности частиц различного рада нарушений и дефектов, которые изменяют энергетическое состояние поверхности материала. В результате происходит увеличение реакционной способности частиц вяжущего: ускоряются процессы схватывания и твердения вяжущего.

Способ получения вяжущего осуществляется следующим образом.

К кислой золе гидроудаления влажностью не более 15% (крупностью не более 1 мм) добавляют необходимое количество свежепроготовленной гидратной извести (крупностью не менее 500 мкм) и двуводного гипса. В качестве кислой золы используют золошлак гидроудаления, полученный при сжигании Улуг-Хемских углей(химический состав представлен в таблице 1). Использование свежеприготовленной гидратной извести позволяет исключить негативное влияние карбонатов в составе вяжущего, образующихся в результате карбонизации гидроксида кальция. Полученную смесь перемешивают и активируют в центробежно-эллиптической мельнице непрерывного действия.

Таблица 1
SiO2	TiO2	Аl2O3	Fе2 О3	MnO	MgO	CaO	Na 2O	К2О	Р2O5	BaO	П.п.п
43,77	0,684	14,1	9,86	0,134	3,45	9,51	1,21	1,42	0,097	0,097	15,11

Зольный камень получали затворением механоактивированного вяжущего водой до нормальной густоты теста.

Таблица 2
Состав сырьевой меси и свойства вяжущего	Показатели для состава сырьевой смеси
	№ 1			№ 2			№ 3			Прототип
	Не акт.		Акт.	Не акт.		Акт.	Не акт.		Акт.
ВКЗ	-			-			-			40
Кислая зола	54,8			75,5			78,4			50
Известь (гидратная)	(41,1)			(18,9)			(19,6)			8
Гипс	4,1			5,6			2			2
Прочность на сжатие после 28 сут, МПа	6,42	8,52		7,96	10,5		7,72	9,85		9,5
Прочность при сжатии после термообработки, МПа	-			-	36,5		-			0

Как видно из представленной таблицы 2, с помощью механохимической активации смеси, включающей кислую золу гидроудаления, гидратную известь и гипс, можно получить при нормальном твердении зольный камень прочностью 10,5 МПа, что в 1,1 раз больше по сравнению с прототипом. При твердении вяжущего в условиях термообработки (179°С, давлении автоклава 10 атм) можно получить зольный кирпич прочностью 36,5 МПа.