БЕСЦЕМЕНТНОЕ ВЯЖУЩЕЕ
(51) 7 C04B7/28
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен
--------------------------------------------------------------------------------
(14) Дата публикации: 2003.01.20
(21) Регистрационный номер заявки: 2000112449/03
(22) Дата подачи заявки: 2000.05.17
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.05.17
(43) Дата публикации заявки: 2002.05.20
(45) Опубликовано: 2003.01.20
(56) Аналоги изобретения: RU 94028214 A1, 27.10.1996. SU 1052485 А, 07.07.1983. SU 1308587 A1, 07.05.1987. RU 2037476 C1, 19.06.1995. RU 2130904 C1, 27.05.1999. US 94032807 A1, 20.07.1996. US 37134489 А, 30.01.1973.
(71) Имя заявителя: Сибирский государственный индустриальный университет
(72) Имя изобретателя: Павленко С.И.; Малышкин В.И.; Меркулова С.И.; Аксенов А.В.; Захарова Н.В.; Еремкин К.В.
(73) Имя патентообладателя: Сибирский государственный индустриальный университет
(98) Адрес для переписки: 654007, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, СибГИУ, патентный отдел
(54) БЕСЦЕМЕНТНОЕ ВЯЖУЩЕЕ
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Технический результат: увеличение прочности и огнестойкости бесцементного вяжущего и бетона на его основе. Бесцементное вяжущее, включающее золу-унос и отработанный формовочный песок литейного производства, содержит золу-унос ТЭС высококальциевую и отработанный формовочный песок литейного производства, прошедший магнитную обработку по отделению пригарков, с содержанием кремнезема выше 90% и дополнительно продукт высокоглиноземистый с содержанием оксида алюминия выше 80% - отход абразивного производства, при следующем соотношении компонентов, мас. %: зола-унос ТЭС высококальциевая 60-80, указанный формовочный песок литейного производства 10-30, указанный продукт высокоглиноземистый 5-10, при удельной поверхности всех трех компонентов от 600 до 750 м2/кг. 3 табл.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к бесцементным составам вяжущих и бетонных смесей из отходов промышленности повышенной прочности и огнестойкости.
Известно вяжущее [а. с. 1308587, кл. С 04 В 7/28, заявл. 3.04.85 г.], включающее золу-унос и горную породу с содержанием гейландита, при следующим соотношении компонентов, мас. %:
Зола-унос - 60-85
Горная порода (гейландит 30-90%) - 15-40
Недостатком известной смеси является то, что используется гейландит, который требуется предварительно добывать как природный материал, а затем размалывать до определенной фракции, что не экономично и не экологично.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является бетонная смесь [патент РФ 2065420, заявлено 21.01.93, М кл. С 04 В 28/08], включающая высококальциевую золу-унос, ферросплавную пыль, шлаковый песок, воду, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Высококальциевая зола-унос ТЭС - 30-40
Шлаковый песок - 30-40
Высококремнеземистая пыль, отход ферросплавного производства - 3-4
Вода 60-80oС - 20-30
Недостатком данной смеси является то, что она имеет прочность в 28 дневном возрасте от 5 до 20 МПа (смесь низкомарочная) и невысокую огнестойкость (до 200-300oС). Кроме того, ограничено количество высококремнеземистой пыли ферросплавного производства, трудности с транспортировкой из-за низкой объемной массы (200-250 кг/м3) и дозировкой (степень дисперсности 2000-3000 м2/кг, что вызывает пыление и нужны герметичные установки).
Наиболее близким из аналогов является состав бесцементного вяжущего для связывания техногенной породы, содержащее золу-унос и отработанный формовочный песок литейного производства (см., например, RU 94028214 А1, опубл. 27.10.1996).
Задачей предлагаемого изобретения является синтезирование нового композиционного вяжущего, увеличение прочности и огнестойкости бесцементного вяжущего и бетона на его основе.
Сущность изобретения состоит в том, что бесцементное вяжущее, включающее золу-унос, отработанный формовочный песок литейного производства ("горелая земля"), содержит золу-унос высококальциевую, отработанный формовочный песок литейного производства, прошедший магнитную обработку по отделению пригарков, с содержанием кремнезема выше 90% и дополнительно продукт высокоглиноземистый (ПВГ) с содержанием оксида алюминия - Al2O3 выше 80% - отход абразивного производства, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Зола-унос ТЭС высококальциевая - 60-80
Отработанный формовочный песок литейного производства - 10-30
Продукт высокоглиноземистый (ПВГ) - отход абразивного производства - 5-10
При приготовлении вяжущего смесь подвергается совместному помолу всех трех компонентов в планетарных мельницах-активаторах конструкции института Химии твердого тела и механохимии Сибирское Отделении Российской Академии Наук (ИХТТиМХ СО РАН), что обеспечивает надежность связывания свободного оксида кальция с микрокремнеземом (из отвального формовочного песка).
Совместный помол на планетарных мельницах оптимален до удельной поверхности смеси 600-750 м2/кг. Свыше 750 м2/кг смесь быстро схватывается, обладает высокой водопотребностью, снижается прочность вяжущего. Ниже 600 м2/кг снижается прочность и сохраняется высокое содержание СаОсвоб в смеси.
Исходными материалами разработанного вяжущего явились высококальциевая зола-унос Абаканской ТЭЦ дисперсностью 238 2/кг, отработанный формовочный песок (горелая земля) литейного производства А.О. "Абаканвагонмаш" (на одной территории с ТЭЦ) и отход абразивного производства (ПВГ) Юргинского абразивного завода.
Высококальциевая зола обладает вяжущими свойствами, но наличие в ней свободного оксида кальция приводит к деструкции вяжущего и бетона. Однако в процессе измельчения в планетарных мельницах происходит механохимическая активация составляющих и взаимодействие аморфного кремнезема формовочного песка с СаОсвоб в золе.
При добавлении высококальциевой золы-уноса менее 60% или более 80% уменьшается прочность вяжущего (в первом случае недосчет вяжущего, а во втором связывающего СаОсвоб микрокремнезема).
При добавлении формовочного песка и ПВГ в количестве, выходящем за заявляемые пределы, также уменьшается прочность вяжущего.
Пример. Для приготовления вяжущего производили совместный помол компонентов в планетарной мельнице-активаторе АГО-3 до удельной поверхности 450; 600; 750 и 1000 м2/кг. Измельчение в ней осуществляется в поле трех инерционных сил: двух центробежных и силы Кориолиса, благодаря чему энергонапряженность АГО-3 превосходит энергонапряженность гравитационных шаровых мельниц на 2-3 порядка. За счет этого в процессе измельчения происходит механохимическая активация составляющих и взаимодействие аморфного кремнезема с CаOсвоб.
Изобретение поясняется табл.1-3.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Бесцементное вяжущее, включающее золу-унос и отработанный формовочный песок литейного производства, отличающееся тем, что оно содержит золу-унос ТЭС высококальциевую и отработанный формовочный песок литейного производства, прошедший магнитную обработку по отделению пригарков, с содержанием кремнезема выше 90% и дополнительно продукт высокоглиноземистый с содержанием оксида алюминия выше 80% - отход абразивного производства, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Зола-унос ТЭС высококальциевая - 60 - 80
Указанный формовочный песок литейного производства - 10 - 30
Указанный продукт высокоглиноземистый - 5 - 10
при удельной поверхности всех трех компонентов от 600 до 750 м2/кг
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела
