ВЯЖУЩЕЕ (ВАРИАНТЫ)
RU (11) 2296724 (13) C1
(51) МПК
C04B 7/153 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 05.10.2007 - действует
--------------------------------------------------------------------------------
Документ: В формате PDF
(14) Дата публикации: 2007.04.10
(21) Регистрационный номер заявки: 2005121736/03
(22) Дата подачи заявки: 2005.06.30
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.06.30
(45) Опубликовано: 2007.04.10
(56) Аналоги изобретения: SU 697429 А, 13.11.1973. RU 2187481 C1, 20.08.2002. RU 2235077 С2, 27.08.2004. SU 1038315 А, 30.08.1983. DE 1771776 A, 29.08.1974. КОРОВНИКОВ Б.Д. Строительные материалы, Москва, Высшая школа, 1974, с.65-71.
(72) Имя изобретателя: Соколов Андрей Александрович (RU); Хабибуллина Наиля Равилевна (RU); Рахимов Равиль Зуфарович (RU); Рахимов Марат Муллахмедович (RU)
(73) Имя патентообладателя: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (ФГОУ ВПО КГАСУ) (RU)
(98) Адрес для переписки: 420043, г.Казань, ул. Зеленая, 1, КГАСУ, ПИО
(54) ВЯЖУЩЕЕ (ВАРИАНТЫ)
Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве для изготовления растворов и бетонов. Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент - жидкое стекло и наполнитель, содержит жидкое стекло плотностью 1,3 г/см3 , с силикатным модулем n=1,5, а в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 масс.% полевых шпатов, при соотношении компонентов, масс.%: гранулированный доменный шлак - 58,9-68,2, бой указанного керамического кирпича - 22,8-31,7, указанный щелочной компонент - 9,0-9,4 или гранулированный доменный шлак - 31,2-40,4, бой указанного керамического кирпича - 49,3-58,0, указанный щелочной компонент - 10,3-10,8. В другом варианте вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, содержит в качестве щелочного компонента водный раствор кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см 3, а в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 масс.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%: гранулированный доменный шлак - 57,1-66,7, бой указанного керамического кирпича - 28,6-38,0, указанный щелочной компонент - 4,7-4,9, или гранулированный доменный шлак - 28,4-38,0, бой указанного керамического кирпича - 56,9-66,3, указанный щелочной компонент - 5,1-5,3. Технический результат - повышение прочности при сжатии, а также снижение себестоимости и расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих. 4 н.п. ф-лы, 4 табл.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве для изготовления растворов и бетонов.
Известны вяжущие, состоящие из доменного гранулированного шлака 60-80%, активатора твердения 10-30% и наполнителя 10-30%, в которых в качестве наполнителя использовалась обожженная и необожженная глина. Оптимальное содержание наполнителя - 20% и 15%, при этом прочность повышается с 77 до 118 МПа и с 77 до 83 МПа соответственно (Глуховский В.Д. и др. Шлакощелочные бетоны на мелкозернистых заполнителях. Киев, "Вища школа", 1981, с. 57-58).
Недостатком данного состава вяжущего является невысокая прочность шлакощелочного камня.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее, состоящее из гранулированного доменного шлака, соединений щелочных металлов и молотого шамота при следующем соотношении компонентов, мас.%: гранулированный шлак 20-60%, молотый шамот 36-72%, соединения щелочных металлов 4-8%. При использовании в качестве щелочного компонента метасиликата натрия прочность образцов повышалась с 51 до 75 МПа и с 48 до 53 МПа при использовании водного раствора едкой щелочи (А.с. СССР №697429, МКл. С04В 7/14, 18.11.79).
Недостатком данного состава является невысокая прочность шлакощелочного камня при использовании низкомодульного жидкого стекла.
Изобретение направлено на повышение прочности при сжатии, а также снижение себестоимости и расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих.
Результат достигается тем, что вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, содержит в качестве щелочного компонента жидкое стекло плотностью 1,3 г/см3 с силикатным модулем n=1,5, в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%
Гранулированный доменный шлак 58,9-68,2
Бой указанного керамического кирпича 22,8-31,7
Указанный щелочной компонент 9,0-9,4
Результат достигается тем, что вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, содержит в качестве щелочного компонента жидкое стекло плотностью 1,3 г/см3 с силикатным модулем n=1,5, в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%
Гранулированный доменный шлак 31,2-40,4
Бой указанного керамического кирпича 49,3-58,0
Указанный щелочной компонент 10,3-10,8
Результат достигается тем, что вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, содержит в качестве щелочного компонента водный раствор кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см3, в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%
Гранулированный доменный шлак 57,1-66,7
Бой указанного керамического кирпича 28,6-38,0
Указанный щелочной компонент 4,7-4,9
Результат достигается тем, что вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, содержит в качестве щелочного компонента водный раствор кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см3, в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%
Гранулированный доменный шлак 28,4-38,0
Бой указанного керамического кирпича 56,9-66,3
Указанный щелочной компонент 5,1-5,3
В качестве алюмосиликатной составляющей шлакощелочного вяжущего могут применяться гранулированные доменные и электротермофосфорные шлаки, соответствующие ГОСТ 3476-74 "Шлаки доменный и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов". Для изготовления образцов использовали гранулированный доменный шлак Орско-Халиловского металлургического комбината (ОХМК). Химический и минеральный состав шлака представлен в табл.1 и 2.
В качестве щелочного компонента использовали: жидкое стекло по ГОСТ 13078-81 или кальцинированную соду по ГОСТ 5100-85.
Для получения образцов использовали: жидкое стекло производства ГУП "Камгэсэнергостройпром" плотностью 1,3 г/см3 с силикатным модулем n=1,5 или соду кальцинированную техническую производства Стерлитамакского АО "Сода" плотностью 1,15 г/см3 .
В качестве наполнителя использовался бой керамического кирпича (БКК) Казанского комбината строительных материалов. Химический и минеральный состав представлен в табл. 1 и 2.
Таблица 1
№ Содержание в % на абс. сухую навеску
SiO 2 Al2 O3 TiO 2 Fe2 O3 MnO CaO MgO SO3
ОХМК 40,02 8,22 0,36 0,1 0,34 42,02 6,26 1,45
БКК 77,52 0,63 9,85 4,4 0,06 2,03 1,15 0,07
Таблица 2
№ Минеральный состав, содержание % мас.
Кварц Полевые шпаты Гематит Кристобалит Окерманит-геленит РАМ
ОХМК - - - - 8±2 92±2
БКК 63±6 12±2 3±1 4±1 - 18±2
Образцы для испытания готовили следующим образом. Предварительно высушенный до влажности не более 1% гранулированный доменный шлак Орско-Халиловского металлургического комбината подвергали совместному помолу с боем керамического кирпича до удельной поверхности 450-500 м2/кг. Измельченную массу затворяли водными растворами щелочных компонентов.
С целью повышения прочности вяжущее, при использовании в качестве щелочного компонента жидкого стекла плотностью 1,3 г/см3 с силикатным модулем n=1,5 или кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см 3, содержит наполнитель - бой керамического кирпича.
С целью снижения себестоимости вяжущее содержит большее количество наполнителя - бой керамического кирпича.
Образцы изготавливали из теста нормальной густоты в соответствии с требованиями ГОСТ 310.3-76* "Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии". Прочность образцов шлакощелочного вяжущего определяли после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3ч при температуре изотермического прогрева 95±5°С.
В таблице 3 приведены составы вяжущих и свойства шлакощелочного камня при использовании в качестве щелочного компонента жидкого стекла.
В таблице 4 приведены составы вяжущих и свойства шлакощелочного камня при использовании в качестве щелочного компонента кальцинированной соды.
Предлагаемые вяжущие обладают высокой прочностью при сжатии после тепловлажностной обработки и позволяют заменить часть шлака в составе вяжущего местной минеральной добавкой - боем керамического кирпича (отход Казанского комбината строительных материалов).
Повышение прочности объясняется тем, что при взаимодействии полевошпатных минералов, содержащихся в бое керамического кирпича, с едкими щелочами и низкомодульными щелочными силикатами образуются водостойкие продукты алюмосиликатного состава, проявляющие вяжущие свойства. В результате возникновения дополнительного резерва продуктов гидратации повышается прочность шлакощелочного камня. Кроме того, добавка боя керамического кирпича позволяет снизить высолообразование.
Таким образом, техническая эффективность изобретения, при использовании в качестве щелочного компонента жидкого стекла плотностью 1,3 г/см3 с силикатным модулем n=1,5, заключается в повышении прочности с 108,9 МПа до 132,0 МПа при замене гранулированного доменного шлака 27,0-28,0% боем керамического кирпича и снижении себестоимости вяжущего за счет получения равнопрочного шлакощелочного вяжущего по сравнению с бездобавочным составом при замене гранулированного доменного шлака 50,0-54,0% боем керамического кирпича.
Также техническая эффективность изобретения, при использовании в качестве щелочного компонента кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см 3, заключается в повышении прочности с 59,1 МПа до 81,0 МПа при замене гранулированного доменного шлака 33,0-36,0% боем керамического кирпича и снижении себестоимости вяжущего за счет получения равнопрочного шлакощелочного вяжущего по сравнению с бездобавочным составом при замене гранулированного доменного шлака 61,0-63,0% боем керамического кирпича.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент - жидкое стекло и наполнитель, отличающееся тем, что оно содержит жидкое стекло плотностью 1,3 г/см 3 с силикатным модулем n=1,5, а в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гранулированный доменный шлак 58,9-68,2
Бой указанного керамического кирпича 22,8-31,7
Указанный щелочной компонент 9,0-9,4
2. Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент - жидкое стекло и наполнитель, отличающееся тем, что оно содержит жидкое стекло плотностью 1,3 г/см 3 с силикатным модулем n=1,5, а в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гранулированный доменный шлак 31,2-40,4
Бой указанного керамического кирпича 49,3-58,0
Указанный щелочной компонент 10,3-10,8
3. Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, отличающееся тем, что оно содержит в качестве щелочного компонента водный раствор кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см3, а в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гранулированный доменный шлак 57,1-66,7
Бой указанного керамического кирпича 28,6-38,0
Указанный щелочной компонент 4,7-4,9
4. Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, щелочной компонент и наполнитель, отличающееся тем, что оно содержит в качестве щелочного компонента водный раствор кальцинированной соды плотностью 1,15 г/см3, а в качестве наполнителя - бой керамического кирпича, содержащего 10-14 мас.% полевых шпатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гранулированный доменный шлак 28,4-38,0
Бой указанного керамического кирпича 56,9-66,3
Указанный щелочной компонент 5,1-5,3
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела
