Сырьевая смесь для защитного покрытия

Сырьевая смесь для защитного покрытия

Реферат

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты поверхностей выработанных шахт.

Известна сырьевая смесь, используемая в качестве защитного покрытия, содержащая портландцементный клинкер 62-68%, нитрат натрия 3-10%, хромат калия 2-5%, остальное - вода (RU №2017704, С04В 41/62, 15.08.1994 г.).

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе.

Известна сырьевая смесь, состоящая из следующих компонентов, мас. %: цемент 36,0-40,0, песок 39,0-49,0, нитрат натрия 0,9-1,8, карбонат натрия 2,0-3,2, сульфат натрия 2,5-3,6, хлорид кальция 0,05-0,15, карбид кальция 0,75-1,15, гидроксид кальция 0,8-1,0, остальное - вода (RU №2072335, С04В 28/00, 21.07.1997 г.).

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой сырьевой смеси, выбранной за прототип, является сырьевая смесь, состоящая из следующих компонентов, мас. %: портландцемент - 30,3-32,3; заполнитель, представленный песком с максимальным размером фракций 0,63 мм, в количестве - 40,4-40,9; тонкомолотый доломитизированный известняк с удельной поверхностью частиц 200 м²/кг в количестве - 8,1-8,6; комплексная добавка - 3,2-3,7 и вода - 16,0-16,5. Комплексная добавка состоит из следующих компонентов, мас. %: микрокремнезема с удельной поверхностью частиц 2000 м²/кг - 47-49; глиноземистого цемента - 24,5-25,0; гипса CaSO₄-2H₂O - 9,8-10,2; пластификатора С-3 - 3,7-4,0; золя кремниевой кислоты H₄SiO₄ с плотностью 1,014 г/см и значением водородного показателя рН=3,5 - 3,0-3,4; бентонитовой глины с удельной поверхностью частиц 500 м²/кг - 10,0-10,4 (RU №2396235, С04В 41/63, 10.08.2010 г.).

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание сырьевой смеси для защитного покрытия, обладающего повышенной прочностью на растяжение при изгибе.

Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь, состоящая из портландцемента, заполнителя, тонкомолотого известняка, добавки и воды, содержит в качестве заполнителя песок фракции 0,315 мм, тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м/кг, добавку с плотностью 1,027 г/см³, значением водородного показателя рН=8,5, состоящую из смеси золя гидроксида алюминия с рН=10,5 и плотностью 1,018 г/см³, сульфата алюминия безводного, порошкообразного и воды, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Указанный золь гидроксида алюминия

50,0-55,0

Указанный сульфат алюминия	30,0-33,0
Вода	15,0-17,0

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас. %:

Портландцемент	36,5-37,9
Указанный песок	36,0-36,5
Указанный известняк	7,75-8,12
Указанная добавка	0,15-0,18
Вода	18,2-18,7

Использование добавки с рН=8,5 и плотностью 1,027 г/см³, состоящей из золя гидроксида алюминия с рН=10,5 и плотностью 1,018 г/см³ и сульфата алюминия (безводного, порошкообразного) повышает гидратационную активность сырьевой смеси для защитного покрытия. В присутствии указанной добавки повышается образование гидросульфоалюмината кальция, который образуется в виде игольчатых кристаллов, что в наибольшей степени способствует повышению прочности на растяжение при изгибе. Использование заполнителя, представленного песком фракции 0,315 мм, тонкомолотого известняка с удельной поверхностью 260 м²/кг в рациональном количестве способствует уплотнению структуры, а также дополнительному образованию основного карбоната кальция, что положительно влияет на повышение прочности материала и в большей степени прочности на растяжение при изгибе.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявленная сырьевая смесь для защитного покрытия неизвестна и данное техническое решение обладает мировой новизной.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии добавки с рН=8,5 и плотностью 1,027 г/см³, состоящей из золя гидроксида алюминия с рН=10,5 и плотностью 1,018 г/см³, в сочетании с сульфатом алюминия (безводного, порошкообразного) и содержания заполнителя, представленного песком фракции 0,315 мм, и тонкомолотого известняка с удельной поверхностью 260 м²/кг, обеспечивая сверхсуммарный эффект, состоящий в повышении гидратационной активности сырьевой смеси, что способствует образованию гидросульфоалюмината кальция, характеризующегося удлиненной игольчатой структурой, и основного карбоната кальция, что увеличивает в наибольшей степени прочность на растяжение при изгибе.

Смесь, включающая портландцемент, заполнитель, тонкомолотый известняк, добавку, представленную золем гидроксида алюминия в сочетании с сульфатом алюминия и воды, обеспечила получение защитного покрытия, характеризующегося повышенной на 39% прочностью на растяжение при изгибе по сравнению с прототипом.

По мнению заявителя и авторов именно другое свойство совокупности существенных признаков, не равное известным свойствам отличительных признаков, позволяет признать эту совокупность по сравнению с известными в науке и в технике новой, а заявляемое изобретение - соответствующим критерию охраноспособности «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для изготовления строительной смеси, используемой для защиты поверхностей выработанных шахт.

Пример конкретного выполнения

1. Приготовление добавки:

1.1. Дозируют золь гидроксида алюминия с рН=10,5 и плотностью 1,018 г/см³;

1.2. Дозируют сульфат алюминия безводный, порошкообразный;

1.3. Дозируют воду;

1.4. Смешивают отдозированные компоненты по п. 1.1, п. 1.2 и п. 1.3 до получения однородной дисперсной системы рН=8,5 и плотностью 1,027 г/см³;

2. Приготовление сухой строительной смеси:

2.1. Дозируют портландцемент ПЦ500 Д0;

2.2. Дозируют песок фракции 0,315 мм;

2.3. Дозируют тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг;

2.4. Смешивают отдозированные компоненты по п. 2.1, п. 2.2 и п. 2.3 до получения однородного тонкодисперсного порошка, представляющего собой сухую строительную смесь для защитного покрытия.

3. Приготовление сырьевой смеси для защитного покрытия:

3.1. Дозируют сухую строительную смесь, приготовленную по п. 2.4;

3.2. Дозируют добавку, приготовленную по п. 1.4;

3.3. Дозируют воду;

3.4. Смешивают при помощи электрической дрели компоненты, отдозированные по п. 3.1, п. 3.2 и п. 3.3 до получения однородной, без комков, подвижной массы, которую используют по назначению в качестве защитного покрытия и из которой приготовлены образцы-балочки размером 4×4×16 см, твердение которых осуществлялось в нормальных условиях и по достижении проектного возраста, 28 суток, по ГОСТ 310.4.-81 определяют прочность на растяжение при изгибе защитного покрытия. Полученные результаты представлены в таблице.

Сырьевая смесь для защитного покрытия, состоящая из портландцемента, заполнителя, тонкомолотого известняка, добавки и воды, отличающаяся тем, что содержит в качестве заполнителя песок фракции 0,315 мм, тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг, добавку с плотностью 1,027 г/см³, значением водородного показателя рН=8,5, состоящую из смеси золя гидроксида алюминия, сульфата алюминия и воды при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Золь гидроксида алюминия	50-55
Сульфат алюминия	30-33
Вода	15-17

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас. %:

Портландцемент	36,5-37,9
Указанный песок	36,0-36,5
Указанный известняк	7,75-8,12
Указанная добавка	0,15-0,18
Вода	18,2-18,7