ШЛАКОЩЕЛОЧНОЕ ВЯЖУЩЕЕ (ШЩВ)
Имя изобретателя: Гатауллин Руслан Фаритович (RU); Хабибуллина Наиля Равилевна (RU); Рахимов Равиль Зуфарович (RU); Александров Алексей Викторович (RU); Морогов Валерий Иванович (RU); Рахимов Марат Муллахмедович
Имя патентообладателя: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" ФГОУ ВПО КГАСУ
Адрес для переписки: 420043, г.Казань, ул. Зеленая, 1, КГАСУ, ПИО
Дата начала действия патента: 2005.07.15
Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в промышленности строительных материалов для изготовления растворов и бетонов различного назначения. Техническим результатом является повышение прочности при сжатии, снижение себестоимости и расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих. Вяжущее, содержащее гранулированный доменный шлак и активатор твердения, содержит отработанную формовочную смесь ОАО "КАМА3-Металлургия", а в качестве активатора твердения - раствор соды кальцинированной технической при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный шлак 47,7-86,5, указанная формовочная смесь 9,7-47,7 и указанная сода (на сухое вещество) 3,8-4,6.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в промышленности строительных материалов для изготовления растворов и бетонов различного назначения.
Известно вяжущее, содержащее гранулированный доменный шлак и активатор твердения - соду кальцинированную (Щелочные и щелочноземельные гидравлические вяжущие и бетоны / Под. ред. Глуховского В.Д. - Киев: Вища школа. - 1979).
Недостатком такого вида вяжущего является невысокая прочность при сжатии и повышенный расход гранулированного доменного шлака.
Наиболее близким к изобретению является вяжущее, состоящее из гранулированного доменного шлака, известкового активатора и отработанной формовочной смеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: гранулированный доменный шлак 60%, известковый активатор 20% и отработанная формовочная смесь 20% (В.Ф.Завадский, С.А.Панов. Исследование активности, степени белизны и водоудерживающей способности доменного гранулированного шлака. // Известия вузов. Строительство. - №10 - 2002. - с.59-64).
Недостатком указанного состава является невысокая прочность при сжатии.
Изобретение направлено на повышение прочности при сжатии, снижение себестоимости и расширение сырьевой базы шлакощелочных вяжущих.
Результат достигается тем, что вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, активатор твердения и отработанную формовочную смесь, согласно изобретению содержит отработанную формовочную смесь ОАО «КАМАЗ-Металлургия», а в качестве активатора твердения раствор соды кальцинированной технической, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
гранулированный доменный шлак
|
47,7-86,5
|
указанная отработанная формовочная смесь
|
9,7-47,7
|
сода кальцинированная техническая
|
|
(в пересчете на сухое вещество)
|
3,8-4,6
|
В качестве алюмосиликатной составляющей шлакощелочного вяжущего используют гранулированные доменные шлаки, соответствующие ГОСТ 3476-74 "Шлаки доменные и электротермофостфорные гранулированные для производства цементов". Для изготовления образцов использовали гранулированный доменный шлак Орско-Халиловского металлургического комбината. Химический состав шлака представлен в табл.1.
Таблица 1
|
Содержание соединений, мас.%
|
Модуль основности
|
SiO2
|
CaO
|
Al 2O3
|
MgO
|
MnO
|
Fe2 O3
|
TiO 2
|
Na2O
|
K2O
|
P 2O3
|
SO 3
|
40,02
|
42,02
|
8,22
|
6,26
|
0,36
|
<0,1
|
0,36
|
0,44
|
0,66
|
0,04
|
1,45
|
1,0
|
Для затворения шлакощелочных вяжущих использовали раствор соды кальцинированной технической, соответствующей ГОСТ 5100-85, производства Стерлитамакского АО "Сода" плотностью 1150 кг/м3.
Использовалась отработанная формовочная смесь предприятия ОАО «КАМАЗ-Металлургия». Химический состав отработанной формовочной смеси представлен в табл.2
Таблица 2
|
Содержание соединений, мас.%
|
SiO 2
|
CaO
|
Al 2O3
|
Fe 2O3
|
п.п.п.
|
88-94
|
0-0,8
|
0,2-0,9
|
1,1-1,9
|
4,2-8,4
|
Образцы для испытания готовят следующим образом.
Предварительно высушенный до влажности не более 1% гранулированный доменный шлак подвергали помолу до удельной поверхности 280-320 м2/кг. Отработанную формовочную смесь (ОФС) размалывали до удельной поверхности 700-800 м 2/кг. Компоненты тщательно смешивали и затворяли водным раствором соды кальцинированной.
При этом соотношение компонентов принимают следующим, мас.%:
гранулированный доменный шлак
|
47,7-86,5
|
отработанная формовочная смесь
|
9,7-47,7
|
сода кальцинированная техническая
|
|
(в пересчете на сухое вещество)
|
3,8-4,6
|
Образцы изготавливали из теста нормальной густоты в соответствии с требованиями ГОСТ 310.3-76*. Прочность образцов шлакощелочного вяжущего определяли после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 ч при температуре изотермического прогрева 95±5°C. Результаты испытаний предложенных вяжущих представлены в табл.3.
Таблица 3
|
№
|
Компоненты
|
Состав, мас.%
|
Прочность образцов при сжатии, МПа
|
1
|
2
|
3
|
4
|
прототип
|
Гранулированный
|
60
|
25
|
|
шлак
|
|
|
|
ОФС
|
20
|
|
|
Известь негашеная
|
20
|
|
Контрольный
|
Гранулированный
|
96,4
|
63,0
|
|
шлак
|
|
|
состав
|
Сода кальцинированная
|
3,6
|
|
1
|
Гранулированный
|
86,5
|
67,7
|
|
шлак
|
|
|
|
ОФС
|
9,7
|
|
|
Сода кальцинированная
|
3,8
|
|
2
|
Гранулированный
|
76,8
|
71,2
|
|
шлак
|
|
|
|
ОФС
|
19,2
|
|
|
Сода кальцинированная
|
4,0
|
|
3
|
Гранулированный шлак
|
67,1
|
72
|
|
ОФС
|
28,7
|
|
|
Сода кальцинированная
|
4,2
|
|
4
|
Гранулированный
|
57,4
|
69,6
|
|
шлак
|
|
|
|
ОФС
|
38,2
|
|
|
Сода кальцинированная
|
4,4
|
|
5
|
Гранулированный
|
47,7
|
63,3
|
|
шлак
|
|
|
|
ОФС
|
47,7
|
|
|
Сода кальцинированная
|
4,6
|
|
Из приведенных данных следует, что содержание отработанной формовочной смеси в составе вяжущего без снижения его прочности может составить от 9,7 до 47,7%. Введение отработанной формовочной смеси в количестве 30% приводит к повышению прочности на 27,7% по сравнению с контрольным составом и на 190% по сравнению с прототипом. При введении отработанной формовочной смеси в количестве более 47,7% прочность падает.
Таким образом, использование отработанной формовочной смеси позволяет заменить до 50% шлака без снижения прочности образцов, что дает возможность снизить стоимость шлакощелочных вяжущих, а также позволяет утилизировать крупнотоннажные отходы литейной промышленности. Кроме того, отработанная формовочная смесь в оптимальном количестве способствует повышению прочностных характеристик вяжущего.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак, активатор твердения и отработанную формовочную смесь, отличающееся тем, что содержит отработанную формовочную смесь ОАО "КАМА3-Металлургия", а в качестве активатора твердения раствор соды кальцинированной технической при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гранулированный доменный шлак
|
47,7-86,5
|
Указанная отработанная формовочная смесь
|
9,7-47,7
|
Сода кальцинированная техническая
|
|
(в пересчете на сухое вещество)
|
3,8-4,6
|
Версия для печати
Дата публикации 17.01.2007гг
http://www.ntpo.com/patents_building_materials/building_materials_1/building_materials_33.shtml
|