Способ получения шлакощелочного вяжущего
Патент 1502507
Авторы
- ГЛУХОВСКИЙ ВИКТОР ДМИТРИЕВИЧ
- ГОЛОВАНЧУК ОЛЕГ ВАСИЛЬЕВИЧ
- ГОЦ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ
- ДОРОШЕНКО ВЯЧЕСЛАВ АЛЕКСЕЕВИЧ
- КАВАЛЕРОВА ЕЛЕНА СЕРГЕЕВНА
- КРИВЕНКО ПАВЕЛ ВАСИЛЬЕВИЧ
- ПЕТРОПАВЛОВСКИЙ ОЛЕГ НИКОЛАЕВИЧ
- ПУШКАРЕВА ЕКАТЕРИНА КОНСТАНТИНОВНА
Классы МПК
Способ получения шлакощелочного вяжущего
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к технологии производства строительных материалов, а именно к технологии получения шлакощелочных вяжущих. Целью изобретения является повышение пластичности и снижение высолообразования. Способ получения шлакощелочного вяжущего включает смешивание доменного гранулированного шлака с добавкой из группы нитрат калия, нитрит натрия, нитрат натрия, гипонитрит натрия, перманганат калия в количестве 5-11,11% от массы шлака, термообработку при температуре, соответствующей температуре разложения добавки, помол и затворение раствором щелочного компонента. Способ обеспечивает пластичность 132 мм, прочность при сжатии 93,4 МПа и исключение высолообразования. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ.
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) (5D 4 С 04 В 7/153
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4231439/31-33 (22) 20.04.87 (46) 23.08,89. Бюл, В 31 (71) Киевский инженерно-строительный институт (72) В.Д. Глуховский, П.В. Кривенко, О.Н. Петропавловский, В.И, Гоц, О.В. Голованчук, В.А. Дорошенко, Е.К. Пушкарева и Е,С. Кавалерова (53) 666.972 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 903330, кл .С 04 В 7/14, 1982.
Авторское свидетельство СССР
N 1344747, кл. С 04 В 7/153, 1986, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШЛАКОЩЕЛОЧНОГО
ВЯЖУЩЕГО (57) Изобретение относится к технолоИзобретение относится к технологии производства строительных материалов, а именно к технологии получения шлакощелочных вяжущих.
Цель изобретения — повышение пластичности и снижение высолообраэования, . Используемые материалы имеют следующие характеристики: добавки— нитрат калия (KNO> ), нитрит натрия (NaNO<), нитрат натрия (NaNO ), гипонитрит натрия (Na N О ) и перманганат калия (КМпО+), марок х.м.; гранулированные доменные шлаки среднего химического состава, представленного в табл. 1; растворы метасиликата и карбоната натрия плотностью 1250 и
1200 кг/м соответственно.
2 гии производства строительных матерй алов, а именно к технологии получения шпакощелочных вяжущих. Целью изобретения является повышение пластичности и снижение высолоабразования. Способ получения шлакощелочного вяжущего включает смешивание доменного гранулированного шлака с добавкой из группы нитрат калия,нитрит натрия, нитрат натрия, гипонитрит натрия, перманганат калия в количестве 5
11,117 от массы шлака, термообработку при температуре, соответствующей температур е р а эложения добавки, помол и затворение раствором щелочного компонента. Способ обеспечивает пластичность 132 мм, прочность при сжатии 93,4 МПа и исключение высолообразования. 2 табл.
Гранулированный шпак смешивают с добавкой, взятой в количестве 5
11,117 от массы шпака и выбранной Ql иэ группы KNO>, НаМО, NANO>, Na
КМпО, и подвергают термообработке Я при температуре, соответствующей тем- Щ пературе разложения добавки, с иэо1
-термической выдержкой, необходимой для полного разложения этих добавок (50 мин) . После ос тывания шпака с добавкой в печи их подвергают помоду до удельной поверхности 330 м /кг. )ф»
Определяют пластичность, молотый и продукт термообработки смешивают с песком в соотношении 1:3 и затворяют растворами метасиликата или карбоната натрия. Формуют образцы-балочки размером 4 4 «16 см из пластичной
Таблица
Содержание в шлаке основных оксидов, мас 7
Шлак
Потери SO при прзкаливаS>0
A1 O . FezO CaO MgO
Мп0 нии
Запорожский 35,65 6,1 2,25 47,7 2,9 1,5 1,4 Остальное
Челябинский 38,40,15,0 0,70 36,2 7,96 0,65 - То же
1502 меси с расплывом конуса более 115 см.
Изготовленные образцы подвергают тепловлажностной обработке (ТВО) по режиму 4 + 1 + 3 ч при температуре изотермического прогрева 90 С, Образцы подвергают испытаниям на прочность и высолообразование сразу после ТВО и через 28 сут нормального хранения.
Составы сырьевых смесей, параметры и результаты испытаний приведены в табл. 2.
В результате термообработки добавки подвергаются разложению и плавлению. В результате этого расплав капсулирует зерна шлака, а продукты разложения взаимодействуют со шлаковыми зернами с образованием натриево-кальциевых силикатов, обладающих пониженной гидратационной активностью по сравнению с исходным шлаком, В результате последующего помола осуществляется равномерное распределение продуктов термообработки по всему объему материала.
При затворении полученной смеси шлака с добавкой растворами щелочных компонентов процессы гидратации и твердения вяжущего протекают в две стадии: в момент эатворения смеСи шлака с добавкой растворами щелочного компонента наблюдается медленная деструкция образовавшихся в процессе термообработки щелочно-щелочноземельных соединений, а также процесс разрушения пленок расплава на поверхности макрочастиц измельченного шлака, в результате чего процессы коагу507
4 ляции гидратных новообразований в начальный период твердения вяжущего замедляются и вяжущее приобретает высокую пластичность. На второй ста= дии гидратации и ° твердения в результате растворения капсул и деструкции щелочесодержащих фаз шпака образуется дополнительное количество щелочи, 10 что способствует интенсификации и углублению гидратации шлака, обеспечивающих наиболее полное связывание свободной щелочи в химически стойкие гидроалюмосиликатчые соединения сос15 тава R<0(RO)A1+0> ° п$10 ° mH<0, обус-. лавливающие получение камня с минимальной склоннбстью к высолообразованию и способствующие формированию структуры искусственного камня с высоки20 ми физико-механическими характеристиками.
Формула и э о бр ет ения
25 Способ получения шпакощелочного вяжущего, включающий смешивание шпа- . ка с добавкой из группы нитрат калия, нитрит натрия, нитрат натрия, гипонитрит натрия, перманганат ка30 лия, помол, термообработку и затворение раствором щелочного компонента, о ò ë è ÷ à m ù è é ñ ÿ тем, что, с целью повышения пластичности и снижения высолообразования, количество добавки составляет 5-11,11 от массы шпака, а перед помолом осу ществляют термообработку при температуре, соответствующей температуре разложения добавки.
)502507
Наличие высолов посл е
Пластичность
ТемпеПрочность тии, МПа, THГ, Х
Состав при сжапосле предлагарасплыв конус а, мм хранения обемого вяжумич еской резцов в течещего выд ержки мин ние
7 сут
41 8 г
5,0
40 6 г
4,8
127
0,34
Нет
Na 01 320 30
44 1 г
5,1
41 3 г
5,0
127
0,34
45 О г
5,2
43 0
5 0
128
0,34
50
86 2.г
8,1
85 2 г
8,0
128
0,24
320 30
NaIlSiO 3
2 То же
87 8 г
9,1
86 1 г
9,6
129
0,34
40
87 О г
9,3
86 7
-г
9,7
129
0,34 ч
50
41 5
4,8 г
38 О
4,7
128
0,34
320 30
ИарСО в
42 О г
5,0
40 4 г
4,8
129
0 34
40
43 1 г
5,1
42 8 г
4,9
129
0 34
50
127
0,34
83 6
8 5
82 О г»
8,0
21,5
Na S!.05 320 30
4 То же
84 1 г
8,6
83 2 г
8,1
128
0,34
50
87 О г
8,9
85 8
9,5
128
0,34
129
9,34
38 7 г»
4,9
38 3 г
4,6
21,5 л
NaаСОь 320 30
40 8 г, 4,0 г.
38 8
4,6
129
0,34 и
40
41 9 г
5,1
38 6 г
5,0
129
0 34
2l
128
0,34
86 4 г
8,1
85 8 г
8,0
Ма>78103 320 30
87 Э
--г9,2 а
86 9
9,6
127
0,34
21
88 8 г9,3
86 9 г
9,7
127
0,34
20,5
50 — г51 1
5,9
49 5 г
5,3
129
0 34
320 30
Na
55 6
8,0 г
53 2
7,0
128
0,34
20,5
58 О г
8>9
56 0 г
8,7
128
0,34
50
Na Si03 320 30
89 О г
8>7
90гО
8,8
127
0,34
20,5
8 То же
92 1 г
9,0
93гО
9,1
128
0,34
40
К омп он е н ты вя жущего и их содержание мас. Х
Запорожский шлак 83,81
ИаИОр — 4,19
Щелочной компонент 12,0
3 pfhjxj herb
3 Запорожский шлак — 85,45
NaNOg — 6,40
Щелочной компонент . — 8,15
5 Запорожский шлак — 87,30
NaNOy — 9,70
Щелочной компонент . — 3,00
Челябинский шлак 85,45
NaNOl2 — 6,40
Щелочной компонент 8,15
Вид применяемого щелочного компонента ратура изотермической выд ер жки при термообработке, С
Длительность изотерТВО по режиму
4+1+3 ч (из выд.
90 С) бли па 2
28 сут нормального хранения
1502507
ДлительВид применяемоТемпеИпастнчТНГ, Х
Прочность тии, МПа, при сна» после ность расплыв конуса, им ность
ro щелоч Ного компо» нента
28 сут нор>!ЙльНого хранЬНия иэот ар» мнческой ныд ершки> мин
98 О
9,7
93 О
9,3
128
0,34
50 20
40 0
4,5
39 2
4,39
129
0>34
9 Запорокский шлак — 83,61
30 20>5
4,9
41 1
4,8
129
0,34
NaNO 3
40 20
4,19
44 2.
5,0
43 8
1»
5,1
О,34
50 20
85 О
9 2
84 3
--1
9,0
129
0,34
ЭО 21
1О То >ае
87 О
9,3
86 3
9,! I
129
0,34
0> 34
40 20 5
50 20
87 3
9>3
9,3
Нет
39 В
5 1
37 3
1»
4,7
128
0>34
11 . Запоромский шлак 85,45
30 20,5
380 на р Сов
40 9
4,9
39 6
4,9
129
0 34
40 20
41 2
»1
5,2
129
0,34
41 9
5 0
«1 1 »
50 20
85 О
9,0
84 О
1»
8,4
129
0>34
« l!»
30 21
12 То пе
0>34
86 4
8,7
87 В
9,0
40 20,5
90 2
9,1
89 1
8,8
0,34
50 20
13 Запорошский шлак - 87,30
39 8
4>8
36 6
4,0
129
0,34
«Н
30 20>5
380
Na еСOь
«1»
40 7
4,9
38 7
4,7
0,34
40 20,5
4018
5,0
40 В
14,8
0,34
«П»
50 20
14 То re
84 4
8,2
83 9
8-,0
128
О,З4
«Н
30 21,5
85 5
-1»
8>2
84 7
8,1
128
0,34
40 21
М15
8,4
86 О
8,3
128
0,34
50 20,5
54 2
8,1
56 5
8,3
129
0,34
15 Челябинский шлак - 87,30
30 20,5
53 б
8,3
57 9
8,5
128
0,34
40 20
57 8
8 5, 59 4
8,7.128
0,34
Щелочной коипонент 3,00
«И»
50 20
90 3
--1
8,9
93 6
9,3
129. 0,34
30 20
1Ь То юе
Состаи предлагаемого вянущего
Компоненты няаушего и их содершанне мас. Х
Щелочной коипонент 12>00
NaNOq — 6,40
Щелочной компонент 8,15
PaNO 9 70
Щелочной компонент 3,00
NaNO6 - 9,70 ратура изотермической выд ер лжи при термообработке, С
Na аСОь 380
NagSiO 380
NaqSi0y 380
Na
Na еСО ь 380
NaaSiOa 380
Продолжение та!л.2
Наличие высолов после хранения обраэцов в течение
7 сут
TBO йо решиму
4+!+3 ч (иэ выд.
90 С) 10
1502507
Продолжение табл.2
° !
ТемпеСостав
Вид прнменяемоПпа"тичПрочность тии, МПа, ТНГ, 2
Длител ьпри сшапосле предлагаемого ность " рвсплыв конуса, мм ратура нэотермической выность го meночного
28 сут нормального хранения и вот ар мической компо» нента вяшущего выдервки> мнн
91 2
Л9 0
98 2
Л»
9,6
1ЭО
0,34
40 20
93 4 а
9,2
100 1
9,8
0,34
0,34
41 О а»
4,8
42 5
4,9
42 8 а
4,4
43 О а
5,0
0,34
«tl
44 6 а
5 0
0,34
45 О а
5 4
50 19,5
Na SiO 400 30 20
0,34
76 О
Л»
8 5
78 5
8,7
««tt««
18 То ке
0,34
79 О а
8,7
80 2
8,8
> °
40 19,5
50 19,5
82 О а
9,0
81 О
8 9
0,34
0,34
43 8
5,0
44 1
«-А4,9
Na еСОВ 400 30 20
40 20
О,З4
45 2
5,4
44 7 а
5 6
130 .
0,34
47 5
5>6
47 5
5,7
«tt»
50 19,5
81 9 а
8>8
0,34
80 5
8,7 и
Na eSiOa 400 30 20
20 То ке
83 5
8,2
81 2 а
8,9!
0,34
83 5 а
84 5
5 1
39 О
4,8
0,34
129
0,34
9 2
38 4
4,5
Нет
NaaCO> 400
39 О
38 8 а
4,6
129
0,34
0,34
40 19>5
9,70 кно
41 О
5,0
39 5
4,8
50 19,5
79 6
А»
8,7
78 1
8 6
0 34 и
30 20
Na qS i О3 400
22 То яе
81 0
9 0
80 О
«Л
8,8
0,34
40 19,5
50 19,5
82 7
9,2
8l 9
--а9, О
0,34
0,34
55 6
8,0
48 8
7,9
Na
54 2
8>1
56 О а
8,3
0 34
KNOq
40 19,5
9,70
56 4 в
8>5
58 5
8>4
0>34
50 19,5 и
Компоненты вях>ущего и их содержание мас.
17 Запорошский шлак 83,81
KNO@ - 4 >19
Щелочной компонент 12,00
19 Запорожский шлак — 85,45
KNOy " 6 40
Щелочной компонеят 8,15
21 Запорожский шлак 87,30
Щелочной компонент 3,00
23 Челябинский шлак - 87,30
Щелочной компонент 3,00 дер>кки при термообработке, ес
Nat 400
50 19>5
30 20
40 20
40 19,5
50 19,5
30 20
ТВО по решиму
4+1+3 ч (ив выд; 90 С) Наличие
Высолов после хранения обреа цов в течение
7 сут
1502507
Продолжение табл.2
Состав
Вид применяемоТемпеПпастичТНГ, Х
Прочность прн сватии, МПа, после
Наличие высолов после
Длител ьпр ед» лагаго щелочного ность емого
И 9 ОТ ЕР мической хранения обкомпонента вявущего ра9ЦОВ в течевыл ерщки > мин ние
7 сут
Нае$ 09 400 30 20
89 О
8,8
91 О с
8,9
129
0,34
24 То ще
0 34
90с О
9,0
92 1 с
9,2
«н
95 5 с
9,3
0,34
90 1 с
9,1
42 О с
4>9
132
0,34
43 О.
5,0
30 21
Na еСО р 300
132
0,34
43 3 г
5,0
44 3
5,1
Na
132
0,34
47 1 с
5,5
45 9
«-с5,4
26 То 9te
78 1 г
8,7
0>34
80 0
8,9
30 21
126
0,34
82 5 г
9,1
81 3
8,9 и
40 20,5
126
0,34
84 7
--г«
9,3
83 5 с
9,2
0,34
46 1 с
5,4
45 5 г
5,2
126
0 34
40 7 г
5,8
47 3
«-с
5,6
40 20 5
126
0,34
50 3 с
6,1
51 Э с
6,0
50 20,5
1 °
0>34
83 3
9,3
82 О с»
9,2
Na Sъ08, 300 30
20 5
28 То ще
20,5
126
0>34
85 5
--с=
9,3
84 1
--г9,3
BB 7 с9,8
87 7 с.
9,6
126
О,34
50
129
0,34
44 2 г
5 3
43
--с«
5,0
НаеСО ь 300 30
46 О
««««a««
5,2
44 2 г
5,4
129
0,34 н
20 5
49 2 с
5,8
0,34
43 3 с
5 9
20 5
82 4
А»
9,0
0,34
80 3
«с
8,9
Na!!SiO3 300 30
30 То ще
0,34
83 4
-«с
9,3
82 О с
9 1
20,5
85 4
«-L=
9,4
86 5 с
9,5
0>34
20,5
53 О
Л.
8,3
128
0,34
52 О с
8,2
NaаСоь ЭОО ЭО н
20,5
54 1
-=a=
8,4
129
0,34
53 2 с
8,3
20,5
Компоненты вящущего и их содершание мас. Х
25 Запорощский шлак — 83,81
Na
Щелочной компонент 12>00
27 Запорошский шл ак — 85,55
Na9N ео 5 — 6,40
Щелочной компонент 8>15
29 Запорощский шла к 87,30
N a !t N O q — 9, 7 О
Щелочной компонент 3,00
31 Челябинский шлак - 83>81
Na!!NqO@ — 4, 19 ратура ивотермической выдерщки при термообработке>
НаЕСОб 300
40 19,5
50 19,5
40 20,5
50 20>5
50 20
30 21 ностьрасплыв конуса, мм
TBO no резиму
4+1+3 ч (И9 выд.
90 С) 28 сут нормального хранения
14!
502507
Вид приНаличие высолов посл е
Состав пред-, лагаемого
Нла тичность
ТемпеТНГ, Х меняемого щература изотеррасплыв конуса, мм
28 сут нормального хранения обмической вылочного компонента вяжущего резцов в течед ер иски хранения ние
7 сут
54 7 ь
8,4
56 8
8,5
129
0,34
50 20
87 2
8,7
90 1
--1=
8,9
129
0,34
300 30 20,5
1!ае8кОз
32 То же
90 О
o n
94 7
-1 о
130
40 20
91 1
9,1
97 1
-19,7
0,34
Нет
50 20
5 0
128
0,34
240 30 205
44 I
--15>1
На>>СОЗ
45 5
-1=
5,2
44 1
--1=
5,0
129
0,34
40 20
44 1
5,0
45 5
5,2
129
0,34
50 20
Na 48105 240 30
78 1
8,8
74 1
--18,6
131
0,34
20,5
34 То we
84 4
9,2
83 3
9,1
131
0,34
40 20
86 5
--1
9,6
85 О
9,5
132
0,34
50 20
38 5
--1»
4,8
37 2
А4,6
127
0,34
Na ЕСОЗ 240 30 20, 5
40 20,5
42 3
8,6
42 О
8,9
128
0,34
42 3
5,1
42 О
5,0
128
0,34
50 20
Na Si03 240 30 20
82 9
«1»
8>6
79 8
8,9
127
0,34
36 То же
82 2
9,0
81 1
8 9
128
0>34
40 19,5
83 5
8,7
84 9
9,2
128
0,34
50 19
38 О
4,5
36 О
4,6
129
0,34
240 30 21,5
40 20>5
Na 4C0>>
39 О
4,8
39 1
--А4,7
129
0,34
44 О
4,8
40 2
14, 7
0,34
50 20,5
85 О
9,0
85 3
8,8
129
0,34
На БТ08 240 30 21,5
40 21,0
38 То же
129
0,34
87 О
9,0
87 О
8,9
88 7
9,1
88 О
--19,0!
0,34
50 21,0
Компоненты вяжущего и их содержание мас. 7
Щелочной компонент 12,00
33 Запорожский шлак — 83,81
КИп04 — 4,19
Щелочной компонент 12>00
35 Запорожский шлак — 87,00
КИп04 - 6 52
Щелочной компонент 6,48
37 Запорожский шпак — 87> 30
КИп04 — 9,70
Щелочной компонент 3,00 при термообработке, С
Длител ьность изот ерв мической выд ержки, мин
Продолжение табл 2
Нрочность при сжатии, MIIa, после
ТВО по р ежи му
4+1+3 ч (из в ыщ.
90 С) 15
1Ü
Продолжение табл.2
1502507
Вид прииеняемокомпоненты вявущего и их содерввние мас.
Состав предлагаеиого
ТемпеТНГ, Х
ПпастнчПрочность при святии, МПа, после
Наличие высолов после хранения образцов в течение
7 сут
Дли- . тел ьратурв изотериической выд ер ахи при термообработке, С ность— расйлыв конуса, нм го щелочного ность
28 сут нормального хранения
ТВО по ренину
4+1+ 3 (из выд, ° 90 С иэотер мич еской вявуаего конпонента вццервКИ 1 МИН
Челябинский шпак - 85,45
129 42б0
0,34
39 б
41
4,6
МвяСОЪ 240 30 2110
40 20,5
43 1 б
4,9
44 0
5, 130
0,34 и
Нип04 - 6,40
43 8 б
5 0
44 1 б
5,2
О,34
Щелочной компонент 8 115
50 20,0
80 0
8,9
77 2
«-б=
8,8
128
О,З4
Ne
40 20,0
50 20,0
40 То ве, 80 9
-б»
8,9 б
82 0
9 1
129
129
О ° 34
81 8
-б
9 0
5,370 0 б» ,5
Слабый белый налет
НаЯО i 2810Я 150 25 27,0
106
Запоровский пл ак — 89,70
Нитрат натрия или калия 0,10
Щелочной компонент 1О., 20
Запоповский шлак 95, 10
Нитрат натрия — 0,10
Щелочной компонент - 4,80
Запороискнй алак - 89,65
Перивнгвнвт натрия — 0 15
Щелочной конпонент 1012Î
Челябинский ал вк + 89,70
Перивнганвт
Ф калия — 0,10
Щелочной конпонент 10,20
41 (невесттный) 85 0 б
8 9
42 2 б ,8
45 2 б
5,1
108
0,М
42 (нзвестный) Слабьй бельй нашлет
НаеСОЪ 150 25 280
108
0,35
Наао .2SiO 100
80б0 То ае
8,9
-«б87 0
9,2
43 (иэвестньй) 15 28>0
Слабый бельй налет
86Д
9,6 б
101 0
9,4
107
0,35
44 (иэвестный) На о ° 2810а 100 15 28,0
Составитель В. Иитюшин
Техред Л.Олийнык
Корректор (},Ципле, Редактор И. Дербак
Заказ 5034/29 Тираж 591 Подписное, BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101