В’яжуче для приготування бетонних корпусних деталей станків

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в станкостроении при изготовлении бетонных корпусных деталей станков взамен чугуна. Цель изобретения - стабилизация прочности, модуля упругости и жесткости и снижение коэффициента термического расширения бетона. П р и м е р . 8 качестве шлакового цемента используют продукт помола шлакового компонента, к которому в случае необходимости для доведения его основности до Мо - 1-1,2 может добавляться портлзндцементный клинкер. Таким образом, чем ниже основность шлака, тем больше клинкера нужно ввести в цемент, и, наоборот,. - при быть использовано в станкостроении при изготовлении бетонных деталей станков взамен чугунных. Целью изобретения является стабилизация прочности, модуля упругости и жесткости и снижение коэффициента термического расширения бетона. Вяжущее для изготовления бетонных корпусных деталей станков содержит, мас.%: шлаковый цемент (с модулем основности 1-1,2) 55-87,5; щелочной компонент (на R2O) 2-12; щелочной оксалат 0,5-3; дегидратированная при 600-900°С цеолитовая порода клиноптилолитовой структуры 10-30. Вяжущее обеспечивает прочность 59,7-127,4 МПа, модуль упругости (3,15-4,3) 10"4 МПа. коэффициент жесткости (2,8-4,2) 10~5, коэффициент термического расширения (0,67-0.76)'10 , стабильность свойств через 180 сут. 4 табл. высокой основности шлака (Мо «£1) он вообще может быть исключен. В качестве шлакового компонента используют доменные или электротермофосфорные шлаки. Химический состав доменных шлаков, мас.%; S1O2 28-42; AI2O3 5-18,5; СаО 30-54; МдО 0,1-18; Ре2Оз 0,1-3; SO3 0,4-3,2; МпО 0,3-2; электротермофосфорного шлака; SIO2 38-43; AI2O3 2-7; СаО 40-46; МдО 0.1-6; Fe2O3 0,1-2; SO3 0,7-1,8; МпО 0,3-2,3. В качестве компонента, корректирующего основность шлака, используют портландцементный клинкер с химическим составом, мас.%: СаО 64-67; SiO2 21-25; AI2O3 4-8; Fe2O3 2-4; Na2O+ КгО 0,5-1; МдО 0,5Н5; Ті02 0,1-0,3. со С ГО 1721034 В качестве щелочного компонента используют плав соды кальцинированной или растворимое стекло с силикатным модулем Мс= 1-2. Щелочной оксалат, щавелевая соль щелочного катиона могут быть представлены соединением с катионом, выбранным из группы: аммоний, натрий, литий, калий. В качестве цеолитовой породы клиноптилолитовой структуры испопьзуют породы 10 с породообразующими минералами со структурной формулой (Кг, Na2, Са)О*АІ2Оз nSIO2*2H2O, где п = 4-10. Содержание породообразующего минерала в породе должно быть не менее 60 15 мас.%. Химический состав пород находится в пределах, мас.%: S1O2 50,49-64,85; AI2O3 13.9-24,45; СаО 1,5-4,09; МдО 0,7-1,5; Fe2O3 4,5-5,03; МпО 0,14-0,16; ТЮг 0,010,89; ЫзгО + К 2 0 2,29-15; п.п.п. - 3,3-8,37. 20 Действие предварительно дегидратированной при Т = 600~900°С цеолитовой породы клиноптилолитовой структуры осуществляется следующим образом. При затворении шлакового цемента раствором 25 щелочного компонента происходит его гидратация с образованием на первом этапе большого количества гелеобразных масс тоберморитоподобного состава. На втором этапе твердения, протекающего в более поз- 30 дние сроки и в течение длительного времени, происходит выкристаллизовывание новообразований щелочно-щелочноземельного алюмосилікатного состава, определяющее стабильность прочностных, 35 деформативных свойств и линейных размеров во времени, а также жесткость бетона. Введение в состав таких вяжущих цеолитовых пород согласно известному способу хотя и ускоряет кристаллизационные 40 процессы, но незначительно, так как эти породы выполняют только роль кристаллохимических подложек, не вступая в химическое взаимодействие с продуктами гидратации и с компонентами вяжущего, и, 45 в первую очередь, с находящимся в свободном состоянии в значительном количестве (до 70 мас.%) щелочным компонентом. Предварительная дегидратация цеолитовой породы в интервале 600-900°С изме- 50 няет ее свойства, а именно становится химически активной, в первую очередь, по отношению к щелочному компоненту. Кроме того, в связи с тем, что при дегидратации происходит удаление из цеолитов химиче- 55 ски связанной воды без разрушения структуры, дегидратированная порода становится активным кристаллохимическим интенсификатором кристаллизационных процессов. Все это ускоряет завершение гидратационных и кристаллизационных процессе твердеющего цементного камня, что обусловливает стабильность во времени его прочностных, деформативных свойств и линейных размеров. Крометого, вследствие повышения степени совершенства кристаллической структуры повышается жесткость цементного камня. Получение вяжущего осуществляют следующим образом. Цеолитовую породу предварительно дробят до размеров фракции не более 10 мм, а затем обжигают в печи при 600-900°С с изотермической выдержкой в течение 2060 мин. После охлаждения ее смешивают с предварительно высушенным до остаточной влажности не более 1 мас.% шлаком и щавелевой солью щелочного металла и подвергают в мельнице (шаровой) помолу до удельной поверхности не менее 300 м /кг (например, 330 м /кг). В мельницу при помоле в случае необходимости вводят клинкер. Полученную смесь затворяют предварительно приготовленным раствором щелочного компонента. Для затворения продуктов помола предварительно готовят растворы плава кальцинированной соды плотностью 1180 кг/м и растворимого стекла с кремнеземистым модулем М с = 1-2 и плотностью 1270 и 1300 кг/м соответственно. Для определения прочностных свойств и изменения линейных деформаций во времени готовят образцы. В качестве заполнителя используют речной днепровский песок с Мкр = 0,89. Для определения модуля упругости в соответствии с требованиями ГОСТ готовят образцы-призмы ЮОх 100x400 мм из бетона на гранитном щебне с расходом шлака 500 кг/м 3 . Жесткость бетона оценивают по коэффициенту жесткости, который определяют как отношение удельного давления (в испытаниях оно составляет 50 МПа) к деформации бетонных призм при Т = 20 ± 3°С. Коэффициент термического расширения (КТР) определяют по формуле а= где At = t 2 - t i ; t2 > t i ; Al = i 2 - l i ; И и І2 - расстояние между фиксированными метками при температурах t i и t2 соответственно. В табл. 1 показаны химический и минералогический составы цеолитовых пород 1721034 клиноптиловой структуры; в табл. 2 - химишлаковый цемент с модулем основности Мо ческие составы компонентов шлакового це1-1,2 щелочной компонент и щелочной окмента; в табл. 3 - составы шлакового салат, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью цемента и его характеристика; в табл. 4 стабилизации прочности, модуля упругости результаты физико-механических испыта- 5 и жесткости и снижения коэффициента терний образцов. мического расширения бетона, оно дополТехническая эффективность изобретенительно содержит дегидратированную при ния достигается повышением стабильности 600-900°С цеолитовую породу клиноптилопрочности на сжатие, модуля упругости и литовой структуры при следующем соотнолинейных размеров при твердении в тече- 10 шении компонентов, мас.%: ние 180 сут, а также повышением жесткости Шлаковый цементе Мо 1-1,2 55-87,5 бетона на основе вяжущего. Щелочной компонент (H3R2O) 2-12 Щелочной оксалат 0,5- 3 Формула изобретения Указанная цеолитовая Вяжущее для изготовления бетонных 15 порода 10-30 корпусных деталей станков, включающее т -_ Нестоооидение а п л и її а 1 Содержание . „0, Содержание оксидов , мас.ї СлО И) о Ми О тіог кго * п.П.п. ТСГЬНПГО минерал», мне - і Іеолитовля порода юно Закарпатской M 1.5 0,7 0 ,01 3.3 50,А9 1,22 Q Й о| а 85 3 ї /5 2 S 0 ,83 15,0 60 6 в,з ии 10 Іеолитоадд порода месторождения Пегасское Кемеровской обл. 58,2* ІЄОЛИТОВЛИ ПОООЦЗ ница Закарпатской a ад -3.9 5,03 -.09 2,29 • Т a б л и П a •(оппоненты СаО Шлак чусовской Злсктротєриофоґфорчый шлак 37»t 7 31,50 31,50 «.85 65 |ч0 Fc Л ИпО а,гд 10 ,26 15,10 2,0*1 11 20 7 гг 6 3 0, a 0,30 1 6 2 1, |0 1,12 S, •>6 0,57 0,1*5 SO a 0,5 5,89 3.72 1 д 1U,09 39 Длан аэпороиский 11па« чепяйинский h Содернчние океилов, к . с 2,7 0 0 ,2 10 Таблица 3 Состав шлакового цементэ% мае. % Запорожский шлак 100 Запорожский шлак 99 + клинкер п/ц 1 Челябинский шлак 92,5+ клинкер п/ц 7,5 Челябинский шлак 90 + клинкер п/ц 10 Чусовский шлак 88 + клинкер п/ц 12 Электротермофосфорный шлак 100 Электротермофосфорный шлак 90 +клинкер п/ц 10 Модуль основности Мо 1.19 1.20 1,0 1,02 1,03 1,13 1,20 1721034 Г я б "л * л a tocr.ie вянущего, мэсД Теміерятудел прочности при П оГіимгз , Я НП«, после Пвгилр. в породы, С тво хранения В НпрнзПВ Модуль упру і i t і и , МП.) 1 0 Иран"ния в них условиях, сут НЫХ 60 180 60 ГО Предлагаемый ШІМУОВИЙ 1,'9) цвнвмт ff 1 ім0 Ї С ПО 9*4 IPO 87,5 Рлсівпоимое стекло -Na^O" (2Si(> 7 nllfO (в пересчете из В,0) 2 Натрий щавелевокислый 0,5 Де г идратироа.ччиая цеолитояаи 1 ]• порода М 3 Шлаковый цемент I 1 (Н о f 1,19) 70 Р^створичое стекло - Na_O 12-Si(\ nll 2 o (в пересчете нз RtD) 7 Натрий щгвепевокислый 2 Г.сгчцрд!всованная цеолитпвая порода І? З 21 Шлаковой црменг tf 1 (М о - 1, 19) 55 Растворимое стекло Ва^О* *2SiO z п1ІгО (а пересипте «a R,O) U Натрий щавелевокислый 3 Де ґидратирояанная цеолитовай порода If ] 30 Шпаковий цанснт If 2 (М„ - 1 , 2 ) - 8 7 , 5 Раствооимое стенло fla^O" *25іО г пН 2 0 (в пересиете на R 2 0) 1 Натрий щавелявокислый 0,5 Дегидратированная цеопчтовая порода Н3 10 * Шлзковый цемент " 2 ( Н в — 1,2) 71,5 Растворимое стенло №-0 9 1 , 7 58,^ 5 0 , U UB,2 Р.= стч при мае стечло И ijO Ь і П г У}' 7 0 0,5 45,6 4 0 , 2 3 8 , 44 0 , 1 2 , 3 32 , 2 6 2 . 2 1 2 , 2 8 'ІІГІЧОПЬІЙ ЦРИЄНТ W 4 t t ! e • 1 , 0 ? ) 93,ЭВ Н т і ріні щаярлеоокис ль^ї 0,01 P.i с т по римо с стечпо N i f 0 BlOg 'Л'^О 0,01 JQ.1 2 5 , 42 2 , 1 2 В , ч 2 , 5 52 , 5 0 2 , 3 ' . 2 . 1 ( 0 43,2 ? . 3 O ?, -1НОЕЧ.І Й Ц' •МвКТ w 9 •= 1 .3) 55 і" Т В О Е ст є к по М ,0-2'; iv7 nILI (в л т с ' .a L 0) 12 пе На г оиА каввланл кислый 3 Л' гипра тир- 1РДНН ая цеоли'он.ія г г рода V 3 20 Щллн црлпбчнений 80 Раствориное стекло N i z 0 SiOj 9Иг0 (в пересчете кд КгО) 10,0' Щелоачой гидоозлюмосилинат состава N.^O Л1 г О 3 4 3 l 0 f i і 1L0 10 23 3,5 600 /50 900 42.3 3,5 115,5 3,6 3 . 7 0 3 , 6 9 З , 9 Ь 3 , 6 0 1 , 6 5 Иілдк оеляЄинский В? РастворюФЖ стекло N.T^O-SiOj 9Н,0 (в пересчете № % 0 ) 6,5 состава Ия.О л і . о - . - 4 S i o , * 1 1 1 , 4 3 , 5 5 3,5і* 109, цекеит f Ч ^ Н д т ( .її щ-ірійлеосії'исітіч 0 , 7 5 Pill rqofWHiiC г т р к і ч і ; п J • i i 1 ; ' чи3п і,3 ШЛАКОВЫЙ и е н е » " IT 9 2,3 t , їв («„ • t,3) 99(25 i Sil*( BlljO 0, 5 46,8 1.2,8 }9,9 1*2,0 2,1* 2 , 3 і 1,3 2.30 1721034 13 »рол,ол •рние ілСіл. Ч Ґ1І1СЛЄ Коэфф" іиент Г&р* ения оМО Tflfl гво Коэффициент «ест«ости •10*. них у с ловипх, сут 1 Предлагаемый Шлаковый цемент Г 1 ( н о = Г 1 1,19) 8/,5 - _.J „_ условия* j ISO 60 0,73 0,72 J 90 0,/1 , К , по- ле сут Т і 80 3.''5 3.50 3.51 3,52 0,71 3 , *) 3.55 3.56 3,58 0,68 0.70 0,69 0,68 3,5 З,54 3,55 ]»5Ї 0,7? 0,?1 0,70 0,70 3,fl2 3.83 3,Й9 3,90 0,71 0,70 0,69 0,69 3,^4 3.84 ї,9 3,92 0,69 0,60 0,67 0,Ь/ 3,03 3.8Ь 3.89 3.91 0,72 0,71 0,70 0,69 Ь,2} 4,25 *,Ї7 0,69 0,71 0.70 0,69 Растворимое стенпо • N. г О • 2 5 І П г ііІ1гО (а пересчете ии Натрий щавелевокислый 0,5 Дегидоатироаянная цеолитоная порила W 3 >0 [Плановый цемент [f I (Мд 1.19) 70 Растворимое creuno ЧягО> I 2 S L O , nlljO (о пересчете «Я R;-O) 7 Натрий щавелевокислый 2 Дегидратированная цеол^топ-ія порода К 3 2 ! Шлаковый цемент К I (М„ = 1,19) 55 fас«припое стекро tl-i,O* > 2Sіf^j> nlljf)(в пересчете на RjO) 12 Натрий "iH^BS ^efiOK^tnb^"^ 3 Дегидратированная цеолитовая порола « 3 30 • kfi4 Легидрэтиройэннал цеолитоная порода W 3 I0 Шлаковый цечент -V 2