Вяжущее
Иллюстрации
Реферат
Изобретение предназначено для использования в промышленности строительных материалов при получении кислотостойких шлакощелочных вяжущих и бетонов на их основе. Цель изобретения - повышение химической стойкости к действию горячих разбавленных растворов сер1 ной кислоты с температурой 100°С при уменьшении изменения объема и массы искусственного камня, эксплуатируемого в кислых средах. Для этого вяжущее содержит , мас.%: натриевое растворимое стекло 7-9; дегидратированная серпентинитовая порода 11,2-13,8; дегидратированная тальксодержащая порода 2,8-9,2; доменный гранулированный шлак - остальное. Искусственный камень, полученный на основе вяжущего состава, мас.%: доменный гранулированный шлак 79; дегидратированная серпентинитовая порода 11,2; дегидратированная тальксодержащая порода 2,8; натриевое растворимое стекло (Мс 2,8) 7, после действия кислоты с концентрацией 10 г/л характеризуется коэффициентом стойкости Кс 1,06, потерей объема 1 %, потерей массы 12,8, а после действия раствора кислоты с концентрацией 20 г/л Кс 0,98; потеря массы 15%, потеря объема 4%. 4 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si)s С 04 В 7/153
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4675968/ЗЗ (22) 11.04,89 (46) 28.02.91. Бюл. М 8 (71) Киевский инженерно-строительный институт (72) П.В.Кривенко, О.А.Бродко, Е.К,Пушкарева и Е.И,Тарасова (53) 666,973 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1071589, кл. С 04 В 7/153, 1982.
Авторское свидетельство СССР
N775070,,кл. С 04 В 7/153, 1979. (54) ВЯЖУЩЕЕ (57) Изобретение предназначено для использования в промышленности строительных материалов при получении кислотостойких шлакощелочных вяжущих и бетонов на их основе. Цель изобретения— повышение химической стойкости к действию горячих разбавленных растворов серИзобретение относится к химии, а более конкретно к шлакощелочным вяжущим, и может быть использовано для получения высокопрочных и кислотостойких материалов, Цель изобретения — повышение химической стойкости к действию горячих разбавленных растворов серной кисло гы с температурой до 100 С при уменьшении изменения объема и массы искусственного камня, эксплуатируемого в кислых средах.
Камень, полученный на основе предлагаемого вяжущего, отличаетСя коррозионной стойкостью к действию сред с повышенным содержанием магниевых солей (MgClz и MgSO4) коэффициент стойкости
„„ Ы „„1631049 А1 ной кислоты с температурой «100"С при уменьшении изменения объема и массы искусственного камня, эксплуатируемого в кислых средах. Для этого вяжущее содержит, мас.%: натриевое растворимое стекло
7-9; дегидратированная серпентинитовая порода 11,2-13,8; дегидратированная тальксодержащая порода 2,8-9,2; доменный гранулированный шлак — остальное.
Искусственный камень, полученный на основе вяжущего состава, мас.%: доменный гранулированный шлак 79; дегидратированная серпентинитовая порода 11,2; дегидратированная тальксодержащая порода 2,8; натриевое растворимое стекло (M, = 2,8) 7, после действия кислоты с концентрацией
10 г/л характеризуется коэффициентом стойкости Kc = 1,06, потерей обьема 1%, потерей массы 12,8, а после действия раствора кислоты с концентрацией 20 г/л Кс = 0,98; потеря массы 15%, потеря объема 4%. 4 табл. в 3%-ных растворах Mg Clz u Mg S04 после 12 мес.х ранения изменяется от 0,97 до 1,02.
Недостатком известного технического решения является пониженная химическая стойкость к действию горячих разбавленных растворов кислот, а также значительное изменение объема и массы образцов (более
30 ) при эксплуатации их в кислых средах, Данное явление обусловлено особенностями фазового состава продуктов гидратации рассматриваемого вяжущего, в частности формированием слоистых силикатов магния (серпентина, антигорита, сепиолита), обладающих низкой кислотостойкостью.
1631049
Приготовление вяжущего осуществляют следующим образом.
Предварительно дегидратированную при f; = 700 С серпентинитовую породу и при с = 900 С тальксодержащую породу смешивают в заданном соотношении с высушенным до влажности не более 2-1,5 мас. доменным гранулированным шлаком и измельчают в шаровой мельнице до тонины помола, соответствующей удельной поверхности (по прибору ПСХ-2) не менее
320-350 м /кг. Продукт измельчения затво2 ряют растворами натриевого стекла (М, =
2-2,8).
В табл, 1 приведен химический состав серпентинитовой породы.
В табл, 2 приведен состав тальксодержащей породы, В качестве серпентинитовой добавки могут быть использованы асбест или асбестовые отходы (табл. 1), а в качестве тальксодержащей породы — талькиты с содержанием талька более 75 мас,, (табл. 2).
Образцы вяжущего твердеют как в естественных условиях, так и в процессе тепловлажностной обработки, превращаясь с течением времени в прочный кислотостойкий материал, Механизм гидратации вяжугцего следующий: алюмосиликатное стекло доменного гранулированного шлака и дегидратированные магнийсиликатные породы (серпентинитовая и тальксодержащая} разрушаются натриевым растворимым стеклом с образованием гелевидной фазы, представленной низкоосновными гидросиликатами кальция тоберморитового ряда, армированной кальциймагниевыми гидросиликатами — моноклинными амфиболами типа тремолита СаМ95Я!8(ОН)2, обладающими повышенной кислотостойкостью. В щелочной среде дегидратированный тальк в сочетании с дегидратированной серпентинитовой породой выступает в роли кристаллохимического интенсификатора твердения, способствует направленному образованию силикатных структур типа моноклинных амфиболов.
В то же время, при использовании в составе предлагаемого вяжущего в качестве магнийсиликатной добавки только дегидратированной серпентинитовой породы наблюдается направленный синтез слоистых силикатов магния типа серпентина и антигорита, а при введении только дегидратированной тальксодержащей породы скорость образования моноклинных амфиболов незначительна вследствие низкой основности гидратируемой вяжущей системы.
Образовавшиеся при гидратации предлагаемого состава вяжущего гидратные фазы, включающие тонковолокнистые и плотные разновидности названных минера5 лов, армируют искусственный камень и способствуют получению кислотостойкого материала с высокими прочностными харак теристиками, Технология производства иэделий на
10 основе предлагаемого вяжущего не отличается от технологии производства иэделий на основе других кислотостойких шлакощелочн ых вяжущих.
В табл, 3 приведен химический состав
15 используемых сырьевых материалов.
Кислотостойкость вяжущего в горячих растворах кислоты определяли следующим образом, Из раствора состава 1;3 (вяжущее:пе20 сок) нормальной консистенции изготовляли образцы размером 1Х 1Х 6 см и исследовали их коррозионную стойкость после тепловлажностной обработки в растворах серной кислоты при 100 С.
25 В табл. 4 приведены составы вяжущего и результаты определения кислотостойкости.Техническая сущность изобретения заключается в создании кислотостойкости вя30 жущего, служащего основой для получения искусственного камня, пригодного для эксплуатации в условиях действия горячих растворов кислых сред. Бетоны на основе заявляемого вяжущего могут быть исполь35 эованы в производстве конструкций специального назначения, Формула изобретения
Вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, натриевое раствори40 мое стекло и дегидратированную серпентинитовую породу, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения химической стойкости к действию горячих разбавленных растворов серной кислоты с температу45 рой > 100 С при уменьшении изменения объема и массы искусственного камня, эксплуатируемого в кислых средах, оно дополнительно содержит дегидратированную тальксодержащую породу при следующем
50 соотношении компонентов, мас. :
Натриевое растворимое стекло (Мс = 2-2,8) 7-9
Дегидратированная серпентинитовая порода 11,2-13,8
55 Дегидратированная тальксодержащая порода 2,8-9,2
Доменный гранулированный шлак Остальное
l 63104У
Ф
Z Z Z л л л ссс
m m ж
I- I- Iоои
ООО
=т
S с
IO
O)
O о и
Щ
Е ф о с
S о
М о
Ф
Б
К с1 о и
СЪ Сс
СЧ ср со> I»СЧ
О (/) LD
1 I 3 с с о о
Я
m X
Я о
CL u с m
e u
oss се%
moo
l— - о.
hc 2
mхс( сто с х о
5 9
S л
uum
m o -С -о IO О кхв с фаз юФа
Ф
Z о
Е . ъ
Ф
X
0)
Е
S а с
S
Ш и
Я с !
Ф с
Ф х
m с
Ф m
Е
m а
X щ
m (»
Щ
X оф х 2
m о + х л
CL
IX О
S x
Z щ л х
Ф а ф о C
0 о
Q) C
— u
X S л ф с о
C(Я
CL u с
2 о
X к
Ж
< Z
Я ф ф М
CL CL
Е
Ф э о с о
0) ц)
2 с и л
S C т 0) (< о) CD О1
ОО яо
О
СЧ LD
CD ID cС ) с3
О Са СС> СП
OI LA .
l 3 P) Bog) e ., I LA OOe
СЧ LA CD ,С. L0
СО ВО
СО
1631049
К с
Е
У
Ф с и
О О с
CO .— СО
1 !
r>CO -LAt««»СЧ«-«1
- Cl СЧ С«) С«> а «»
1 1
I ь о
«% «««» «»
1 1 1 1 1
1 1 (I и z и Ф ь
Е о
С:
СО -ЛВ в в lcot co ool coaolotco
1 1 1 1
I 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 I I
СОВ ЛСО
1 1 I 1 1 ш
О
=г !!! о
Щ к
lD
О Ф
II
lA
С > О СЧ
СЧ «»
1 1
1 1 I 1 ь ("),„о, 1 1
СЧ СО,Ь О,„О
11! I I I ! 1
Ф C р S
lO Y
О Ф с
Ф O о с о
С: ь
lA
СЧ
LA WWWLA I Л COIAWLA СЧС С оNLA <О Л ЬЕ
I 1 1 1 I I I I 1 1 1 I 1 1 I 1 I I 1
Ф о с и и о
У У
О ш о и а
I- z
СО СО Во О О о в в о о о
СО 1 ВСО СЧЛ с СО ОВ!О
В ОВОС OCD ОВОВО о «-o«- «-о «-О -О»СОСО В
О«ОВ -В о о о.ц) Ф
z ь а
= с
К «;
В ФФУ
Я r
СО СО аВОСО Î СО ОЕСО ОВ ЬОСО.ЕЕ СО CDr-СЧО
СЧ «С ) СЧ С"Ъ N N ° NN СЧ «СЧ «С Э С Э СЪ С Э N N СЧ СЧ С ) С Ъ ь
IA
СЧ
Щ î
Ь- СО
Z1чС
Ф «(».
Z lI о к
:Т о о оооо о о оооо оо оооо о о оооо
N СЧ СЧ «» N «-N«N N «-N N - СЧ N -N
LA CO
СЧ N
LA CO
СЧ
LA СО
N N
LA CO
N N а
- С«)
m t»
3( а.
Ф и
О и
1:
m а ш
С!. <
s o с(с о
У
2 m
m Ф
У О си с >.о
S Ц 1
О О
Е о, X о
m
1и о и о
lO
z х S
m с Ф
2 с а
Ф
u Iz m
s а
Ц:) С(tI с !Ф
:г с(g N в
СО О с а. о о
У м и
c m д а. о
m I6
ЯЭ II 0
С) ш, фIA СО
ЛО miAe -оу о
Z Ф
Sn a.
У *
Ym l- О О и
Z ш
3 с м и а с m
Ф ю а.
И 0
uI- О
z m щ m
samammо
lI s o к î а. с -асаоФ
Ф + а Ф О Ф гс юс сХ и в Ф ш
О » СЧ
«
«
У О с Ф а
Ф у и и !..
Z Ф °
s a.m
Ю С(СС !
ISO сФа.
ФФО
T4с
lI
«у CO
mN
М а. о
3: и о с
lm л
Ф о
s а. о и
CL
Ф о
zm o а с
У щ Ф
Z u
СЧ Ф
N ш
t- o - д фС
«
У 2 с а.
Ф
У 0 и о
z m
S Q.m а
lISO с . а
ФФО
Tg c
СО
Ф о
S а. о ш
CL
Ф о
Ф О а с
lУ
Щ !. и
1631049
I с
Ф с и
1-1 о
IL
2 и и Ф
Щ у
X а
CL (g N
1о с с
\D
-О. СО С З
CV! !U СЧ С Э ° С 4
I I I I I л аъ
СЧ СЧ
1 1.0 с
Ф
1-С
Ф а с
I 1 I 1 1 (О СО CD I
1 I 1 I I
СО CD I CD I CD
I 1 I 1 1 I,с х
С о х
С щhlO СЧО
\,ф % Ч T
1 1
1 1 1
СЧ
С Ъ !
О
1 х
cU ф
I- и
Ф
Б с о
СЧ О СЧ
I 1 I 1
IDIO I CDLO
I 1 1 1 1
CD O)
CO CD
I 1 ф
IZ
Ф
Ф
CL
cD
СО Л CD CO (О CO .
cD ocDoOo ООО
ID с— л л
ci o л с 3 л
o ci
СЧ
%
c! cl - а% о
5
О
СЧ
СЧЖ1Л :3 СО
CO СЧ CO С1) СЧ,С"» В Л CO cD
СЧNNСЧN Ф С 3
CD CD оо во
Ос
М о
Щ М аO
1- у) Ф - w
X К о s
:Т
ООООО
N -СЧ -СЧ
О О ООООО
СЧ - СЧ - СЧ ОО ОО
СЧ СЧ
1 о
hC
2 ц(щ
X S с.щ х Ф р си с = о
S c(! и о
Б ф
Щ о и о и
LA СО LA СО
N H N СЧ
s т
М о
СГ о с ф о
:У щ о
CL! о
X о Ф
6с
Ф С р Б
hC о Ф с о и
Ф о a о.1-:
Ф о
Iu u о ,М у
0 ф
Iu U
X X
Ф Ф л
К твЕ
& Ф щ с о и o
C о о
2. о
Щ
Iо и
О
ID
LA
N г
О
IA т
IA
СЧ
CO cK
С Щф л- о
X х S о с Ф
2 (: а
:М
> u
u IX Щ я а
СС Я с
Ф Ф
Г: а
CO щ С Ф о
Ф S а о о ф
hC с
Щ CL
1о
Щ IB
Ф о о о
cWcZ u
СЧ IX
CU
% ф л о
IБ
S
Iс Ф
И с
CL
Ф
М
S и !..
X fU
s o.
Ю сК
U S с
Ф Ф
3 =(%
СО "
К
ei CL с» Ф о с и
5С с-..
CU
II»
Щ
m а
С С о s сM
О
cD Ф о и
S а о
Iо
Щ о.
Ф о
ef Е щ ф ос о а 1с-! o
О К
С Щ ф
СО о
I<о
Iс ф
2 с а
„и
u +
S CI. cU
Ю СГ С
cc s o с а
ФФО С(с
CL
Ф о и
hC р с
Щ
IIcU
CL m
С С
s o
СС
L0
О о
S
CL о и
cU
CL
Ф о
Ф о а щ Ф
Х и
1631049
I а (:
Ф с и о о (= а
LO
СЧ СО Ю N()СО СЧ - N С) (б С)
I ! лв
N С Э ! I
Cl С Ъ М ! !
u z и Ф
Щ
CL
Ф
Iо с
Ю Ю (ОСО OIO
% % Т СЧ СМ СМ -СМ ! I I ! ! I I
Ф % б !
Ш о
:Т
CII
Щ аа
Б
lO о Ф
Щ Л а т
Ю
Ы со Ю л IOCDCD OOn
Ф NСМN ! !
I б I !
СОс» N ! I
Ф
C бо
0 о Ф а с
CL И
Ф о о
Е:
Lo e (D со Юв
I I I !! (D
1б о ( о и
Y Б
o m (v (L
Б
X (сб (О С (ÑÎ л (с! С Ъ i- СЧ lO
lA (D lA CD Л-Ж ю ю ci ooo ooci(А Ф
Л cD
ЮЮ
m Ф
Б Л
=б вЕ е„
Щ
3 с ЮСОСО ЛСОЮ в (О О O всОВ СОВа, ю ю ooo cioc т
lO
В N в в
ЮЮ
Щ бб аO
Ф (Z о Б ь :Г ю о о ю ooo ooo
N - СМ СМ - N — СМ
ЮЮ
- N
СМ - СЧ
С4
OD
I аЮ
v
Щ
Е о
I»
5. >
М
Ф
Iи о
Ф о
Ф
Б о а с
Щ Ф
Z u
Ф о
Ф
Б О аc х (0 Э
Z o бБ
Д Y
z щ
z c
Q) 3
X бБ о Г z! о
М
2 0 Щ
CU б (Ф м .д IБаИ а: о
Б с(!
О о
Lo а
Щ (о о
Б
I (Ф
3, (=, CL
Ф и
v (-:
X Щ
s а
Ц„> 3 а S
Ф Ф
:Г С
5 ео Щ
-М
СO CL с Q) о
Е и
IС0 со о.
С С; о s о е.(ц С (.Х в
Щ (Q
m о о
Г +CL с а Б с о о:"
m (x о m о. а. а
Щ о,Б с „
2 z C0
ЩФ Ф (с ((с » щ Ф
3. (- Ф и > Б о C0 „O O Z
aZ vUCz а cg
Щ
* о
Х CL. щ о
m (: о а ащ
Б m (- о
Щ Iа S
С
Б (»
С
Ф о
Б
CL о
Ф
Iv
Щ а . lO
LO о а
S с
Щ
Ф о, Е
Б
CL о о
CQ
CL а Щ
Щ
z o х а
m o
m о а о. щ
Б Ф (- о
Щ Iо S
S
Ф Ф (= (=