Вяжущее и способ его приготовления для производства декоративного бетона

Вяжущее и способ его приготовления для производства декоративного бетона

Реферат

Изобретение относится к строительной отрасли, а именно для декоративного окрашивания бетонов для стен, облицовочных плит, стеновых панелей, строительных камней, цветных смесей и др.

Известно вяжущее, содержащее доменный гранулированный шлак, шлак от выплавки стали, нефелиновый шлак и активатор твердения смеси фтористого калия и жидкого стекла [1].

Недостаток вяжущего заключается в низкой прочности бетона на сжатие и изгиб. Нефелиновый шлак обладает красным цветом за счет оксидов железа и небольшое содержание нефелинового шлака в вяжущем не окрашивает массу вяжущего, а превращает в грязный цвет. При дневном (солнечном) освещение оксиды железа меняют валентность и красный цвет заменяется грязным.

Наиболее близким по технической сущности и декоративным свойствам является вяжущее, содержащее шлак от выплавки феррохрома [2], которое получают помолом смеси, содержащей доменный шлак, двуводный гипс, шлак от выплавки феррохрома, горный песок (отход обогащения железных руд), причем помол смеси осуществлен до удельной поверхности 450 м²/кг. Окраска вяжущего выглядит зеленоватой. Вяжущее не обладает декоративными свойствами, невозможно использование его в качестве цветного, что является недостатком. Способ получения вяжущего из указанных компонентов путем помола до крупности 450 м²/кг не позволяет достичь равномерного и яркого окрашивания вяжущего.

Задача изобретения заключается в повышении стабильного декоративного (зеленого) цвета вяжущего, без снижения прочности и морозостойкости изготовленного бетона.

Технический результат при осуществлении изобретения заключается в оптимизации вещественного состава и его крупности, обеспечивающих стабильный цвет вяжущего.

Решение поставленной задачи достигается тем, что шлак от выплавки феррохрома размалывают до крупности 700-800 м²/кг, отходы обогащения железных руд с включениями минералов гранатов 10-20% размалывают до крупности 500-700 м²/кг, смешивают с доменным гранулированным шлаком, двуводным гипсом, активизатором твердения в соотношении, мас.%: доменный гранулированный шлак 28-39; двуводный гипс 3-5; отходы обогащения руд 5-12; шлак от выплавки феррохрома - остальное, дополнительно размалывают до крупности 400-450 м²/кг.

Вяжущее для производства декоративного бетона, характеризующееся тем, что оно получено способу приготовления вяжущего.

В качестве активтора твердения используются отходы обогащения железных руд с включениями минералов гранатов 10-20% и шлак от выплавки феррохрома, при следующем соотношении компонентов, мас.%: доменный гранулированный шлак 28-39; двуводный гипс 3-5; отходы обогащения руд 5-12; шлак от выплавки феррохрома - остальное.

Органические красители и анилино-красочные красители не применяются для бетонов и растворов, т.к. они при солнечном освещении и под действием атмосферных осадков окисляются кислородом воздуха, разрушаются, поэтому бетоны и растворы теряют первоначальный цвет. Наиболее устойчивы и долговечны минеральные красители, например оксиды железа, хрома, меди.

В настоящее время металлургические комбинаты производят красный краситель на основе оксида железа. Это неустойчивое вещество, которое под действием атмосферных осадков и солнечных лучей изменяет окраску, т.е. оксид железа изменяет валентность с окислением железа. Кристаллическая решетка не устойчива на воздухе, хотя природные оксиды железа: охра желтая и красная, чрезвычайно устойчивы и красивы.

Природный оксид хрома и примесь его в шлаке от выплавки феррохрома устойчивы на воздухе и обладают зеленым цветом, что послужило основой для разработки цветного вяжущего.

Предлагаемое вяжущее содержит отходы обогащения железных руд (горный песок), которое имеет природную окраску зеленого цвета. Окраска этого компонента стабильная, а в процессе приготовления вяжущего не изменяется. Отходы производства содержат минералы граната, которые фактически являются природным компонентом, и в составе вяжущего применяются как активатор гидратации и твердения бетона.

Гранулированный доменный шлак имеет белый цвет и содержит двухкальциевый силикат 2СаО·SiO₂, являющийся вяжущим веществом в цементах (минерал белит), не оказывает вредного влияния на окраску соединений хрома в шлаке от выплавки феррохрома.

Указанные минеральные красители требуют тонкого измельчения, поэтому предлагается предварительно размолоть его до крупности 700-800 м²/кг и затем добавлять в смесь вяжущего.

Активатор твердения (отход обогащения) предварительно размалывают до крупности 500-700 м²/кг, что резко повышает качество его как вяжущего вещества и активатора гидратации.

Размолотые отходы, шлак от выплавки феррохрома, гипс двуводный и гранулированный доменный шлак смешиваются и подвергаются помолу до крупности 400-450 м²/кг.

Пример

Исходные материалы с химическим составом, приведенном в таблице 1, подвергались сушке при температуре 115°С в сушильном шкафу. Пробу шлака от выплавки феррохрома подвергали измельчению до крупности 700 м²/кг на лабораторном виброистерателе. Проба отходов обогащения измельчалась в виброистерателе до крупности 600 м²/кг. Измельченные шлак от выплавки феррохрома, отходы обогащения, двуводный гипс, гранулированный доменный шлак смешивались и размалывались в лабораторной мельнице. Измельченная масса соответствовала марке вяжущего М 450. Полученное вяжущее визуально оценивалась и соответствовало ярко-зеленому цвету.

На основании полученного вяжущего были приготовлены растворы с различным содержанием вяжущего и изготовлены образцы, которые были подвергнуты испытаниям, результаты испытаний образцов, имеющих устойчивую окраску от зеленого до ярко-зеленого, приведены в таблице 2.

Результаты подтвердили предложенный состав вяжущего и способ его приготовления, позволяют его получать из отходов производства.

Источники информации

1. А.С. СССР №160852. Вяжущее. МПК 6 СO4В 7/14, Заявит. и авторы Блажис А.Р., Ростовская Г.С. Заявл. 15.08.1988. Опубл. 23.11.1990.

2. Патент РФ №2368577. Вяжущее. МПК СO4В 7/14 (2006.01). Патентообл. ГОУ ВПО «СибГИУ», Авторы: Коробейников А.П., Силин А.Н., Барыльников В.В. Заявл. 10.04.2008.

Таблица 1Исходные материалы для получения вяжущего
Материалы	Номер пробы	Химический состав, масс.%:
SiO2	CaO	MgO	Al2O2	S	FeO+Fe2О3	Na2O+K2O	Cr2O3	Feоб
Шлаки от выплавки феррохрома	1	29-31	0,8-1,2	45-48	14-16	-	0,5-1,5	-	4-6	-
2	29,1	1,1	44,4 5	15,9	0,29	1	-	7,7	1,5
3	32,0	0,89	45,5	18,8	0,21	0,77	-	1,3	-
Доменный	1	36,2	38-	4,8-	12,3	0,1	0,6-2,6	0,13-0,17
шлак	2	42	42	9,9	-17	-	-
Отходы	1	34,1	11,3			0,8
обогащения	2	-	-	4,2-9,9	9,8-11	-	12,8-26,1	1,3-3,2
	3	39,9	13,7			1,5			-	-

Таблица 2 - результаты испытаний образцов бетона

Таблица 2
Вяжущее	№ состава	Состав вяжущего, мас.%:	Предел прочности в возрасте 28 суток	Морозостойкость
Доменный шлак	Гипс	Отходы обогащения	Шлак от выплавки феррохрома номер пробы	При сжатии	При изгибе
1	2	3
Предложенное	1	28	4	12	-	56	-	61,1	11	350
2	35	3	8	-	56	-	72,1	12	360
3	39	5	5	-	-	51	72,1	12,3	360
4	3	4	12	51	-	-	58,3	8,0	300
5	33	4	12	-	51	-	62,0	8,1	330
6	33	4	12	-	-	51	60,0	8,1	340
7	39	4	8	49		-	43,9	7,7	280

1. Способ приготовления вяжущего для производства декоративного бетона, включающий дробление, смешивание, помол вяжущего, отличающийся тем, что шлак от выплавки феррохрома размалывают до крупности 700-800 м²/кг, активизатор твердения - отходы обогащения железных руд с включениями минералов гранатов 10-20% размалывают до крупности 500-700 м²/кг, смешивают с доменным гранулированным шлаком, двуводным гипсом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

доменный гранулированный шлак	28-39
двуводный гипс	3-5
отходы обогащения руд	5-12
шлак от выплавки феррохрома	остальное,

дополнительно размалывают до крупности 400-450 м²/кг.

2. Вяжущее для производства декоративного бетона, характеризующееся тем, что оно получено способом по п.1.