Спосіб одержання в’яжучого

Спосіб одержання в'яжучого шляхом помелу висушеного до залишкової вологості не більше 1 мас % доменного гранульованого шлаку з карбонатом натрію і цементним пилом до питомої поверхні 300-320 м2/кг із наступним замішуванням розчином карбонату натрію, який відрізняється тим, що попередньо шлак розмелюють до питомої поверхні 140-160 м2/кг, сепарують продукт помелу і відокремлюють частки розміром більше 60 мкм у КІЛЬКОСТІ не менше 20 %, які потім піддають спільному помелу з карбонатом натрію в КІЛЬКОСТІ 2-8 мас % від загальної маси шлаку і цементним пилом в КІЛЬКОСТІ 1-5 мас % від загальної маси шлаку і змішують із дрібною фракцією продукту попереднього помелу і сепарації використанні в якості лужного компонента карбонату натрію Найбільш близьким по технічній сутності є рішення [5], що обране як прототип винаходу, що заявляється В'яжуче по прототипу отримують спільним помелом висушеного шлаку або шлаку і портландцементного клінкеру до питомої поверхні 240-260м2/кг із наступним введенням дев'ятиводного метасилікату в КІЛЬКОСТІ 1-5 мас % і води в помелу до питомої поверхні 300-320м2/кг із наступним замішуванням розчином лужного компонента [5] Недоліком даного способу є схильність до висолоутворення в'яжучого (на 7 і 28 добу) і розтягнуті в часі (нерегульовані) строки тужавлення В основу представленного винаходу поставлена задача зниження висолоутворення штучного каменю на основі в'яжучого і регулювання термінів тужавлення в розширеному діапазоні часу при забезпеченні підвищення активності в'яжучого на 28 добу нормального твердіння з використанням у якості лужного компоненту карбонату натрію Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання в'яжучого висушений до залишкової вологості не більш 1% доменний гранульований шлак піддають спільному помелу з О (О (О 00 ю карбонатом натрію і цементним пилом до питомої 2 поверхні 300-320м /кг із наступним замішуванням розчином карбонату попередньо шлак 2 розмелюють до питомої поверхні 140-160м /кг, сепарують продукт помелу і відокремлюють фракцію з розміром часток більше бОмкм (у КІЛЬКОСТІ не менше 20%), яку піддають спільному помелу з карбонатом натрію в КІЛЬКОСТІ 2-8 мас % від загальної маси шлаку і добавкою цементного пилу в КІЛЬКОСТІ 1-5 мас % від загальної маси шлаку і змішують із дрібною фракцією продукту попереднього помелу і сепарації Властивий винаходу ефект зниження висолоутворення досягається способом введення, КІЛЬКІСНИМ співвідношенням і речовинним складом добавок Це пояснюється активізацією (інтенсифікацією) обмінних процесів на границі розділу фаз при помелі, що обумовлює зменшення висолоутворення каменю і розширення можливого періоду регулювання строками тужавлення в'яжучого при використанні карбонату натрію Граничні значення вмісту компонентів визначаються створенням умов для протікання процесів хімічної взаємодії в напрямку утворення лужних пдроалюмосилікатів При цьому верхні межі обмежені збільшенням висолоутворення і зниженням МІЦНІСНИХ характеристик штучного каменю, нижні межі - збільшенням тривалості процесу тужавлення У результаті сепарації меленого гранульованого шлаку на першій стадії виділяється у виді великих часток більш щільна склоподібна фаза, здатна активізуватися при спільному помелі з добавкою карбонату натрію і цементного пилу за рахунок механо-хімічних процесів ВІДПОВІДНО до ефекту П І Ребіндера Це створює передумови для утворення лужних і лужноземельних силікатів і алюмосилікатів При подальшому замішуванні продукту помелу розчином карбонату натрію більш активно розвивається процес формування зазначених новоутворень Луг, що утворюється за рахунок катюнообмінних процесів, активно взаємодіє з тонкодисперсною фракцією продуктів сепарації у виді часток розміром менше бОмкм, сприяючи подальшому розвитку зазначеного процесу У результаті механо-хімічних процесів на другій стадії помелу і визначеної підготовленості шлаку після першої стадії помелу створюються умови для більш повного залучення лужного компонента до складу лужних гідро, , що визначає зниження міграції незв'язаних солей з об'єму каменю при градієнті вологості в напрямку поверхні, що випаровує Результатом цих процесів є фактичне зменшення висолів на поверхні каменю (в'яжучого), що твердіє Участь цементного пилу визначається резервом кальцієвих ІОНІВ ДЛЯ фізико-хімічних процесів на границі розділу фаз при помелі шлаку, що обумовлює подальше утворення натрієвокальцієвих з'єднань і сприяє прискоренню термінів схоплювання в'яжучого ПРИКЛАД Доменний гранульований шлак, висушений до залишкової вологості 1 мас %, 57866 піддають помелу питомої поверхні до SnMT-1402 160м /кг, потім продукт помелу сепарують, відокремлюючи частки розміром більше бОмкм (у КІЛЬКОСТІ не менше 20%), потім піддають спільному 2 домелу до Snm-300-320M /Kr разом з карбонатом натрію в КІЛЬКОСТІ 2-8 мас % від загальної маси шлаку і цементним пилом у КІЛЬКОСТІ 1-5 мас % В'яжуче, яке представлене сумішшю продуктів помелу, замішують розчином карбонату натрію визначеної густини Як ВИХІДНІ матеріали використовують доменні гранульовані шлаки металургійних комбінатів, цементний пил цементного виробництва, ХІМІЧНИЙ склад яких представлений утабл 1 У виді карбонату натрію використовують соду кальциновану технічну В'яжуче виготовляють по вищеописаній технологічній схемі і замішують розчином кальцинованої соди густиною 1040-1160кг/м3 В'яжуче по прототипу готують за методикою [2] і замішують продукт помелу розчином карбонату натрію густиною 1150 І 1200кг/м3 Виготовлення зразків в'яжучих для випробувань здійснюють ВІДПОВІДНО до ГОСТ 310 4 Визначення висолоутворення здійснюють по КІЛЬКОСТІ незв'язаного лугу в зразках, виготовлених 3 тіста нормальної густини Для цього від зразків, що випробовуються, відбирають пробу, стирають и в ступці і просівають через сито №008 Пробу отриманого порошку масою 1г розчиняють у ЮОмл дистильованої води і кип'ятять протягом 1год, після чого розчин фільтрують Отриманий фільтрат у КІЛЬКОСТІ 50мл титрують 0 1н соляною кислотою для визначення загальної лужності розчину По різниці між загальною лужністю розчин ' КІЛЬКІСТЮ гідроксиду кальцію, що перейшов у розчин і визначений ваговим методом, обчислюють КІЛЬКІСТЬ незв'язаного лугу в перерахунку на №гО (по відношенню до маси в'яжучого) яке є посередньою характеристикою висолоутворення Строки тужавлення в'яжучого визначають за ГОСТ 310 3 Склад продуктів помелу приведений утабл 2 Результати випробувань в'яжучих, проведені в рівнозначних умовах, приведені втабл З Результати випробувань підтверджують переваги запропонованого способу одержання в'яжучого, з використанням карбонату натрію як лужного компоненту, над відомим щодо зниження висолоутворення штучного каменю при забезпеченні підвищення його активності на 28 добу нормального тверднення ЛІТЕРАТУРА 1 United States Patent, 4,306,912 12/-1981 BengtForss 106/117 2 Глуховський В Д Грунтосилікати - Київ ГосстройиздатУРСР, 1959-134с 3 Авторське свідоцтво СРСР №1401026, кл С 04 В 7/14, 1986 4 Авторське свідоцтво СРСР №1502507, кп С 04 В 7/153, 1987 5 Авторське свідоцтво СРСР №1759802 кл С 04 В 7/153 1 1990 (прототип) 57866 Таблиця 1 Алюмосилікатний компонент Цементний пил Домений гранульований шлак №1 Домений гранульований шлак №2 Вміст ОКСИДІВ, м а с SiO2 12,52 АІ2О3 5,25 Fe2O3 FeO 39,20 6,49 0,12 38,90 6,80 CaO 43,20 MgO 3,25 MnO 45,92 5,01 0,35 47,00 4,60 % K2O 5,05 Na2O 4,20 SO3 5,8 В П П S 20,58 99,85 1,54 2,09 0,11 100,48 0,55 1,80 0,54 100,54 Таблиця 2 Склад продуктів помелу Компонентний склад, мас % Склад Домений гранульований шлак №1 1 2 З 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Прототип 13 14 98 93 95 90 92 87 Домений гранульований шлак №2 95 91 92 88 89 85 96,3 98 Цементний пил Карбонат натрію технічний Na2CO3 Дев'ятиводний метасилікат натрию Na2OSiO29H2O 57866 Таблиця З Склад в'яжучого Строки тужавлення № складу Густина розчину Початок, год - хв продукта помелу карбоната (потабл 2) натрія, г/см 3 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 5 6 7 8 5 6 7 8 9 10 11 12 9 10 11 12 9 10 11 12 Прототип 13 14 13 14 1,04 1,10 1,16 1,04 1,10 1,16 1,04 1,10 1,16 1,15 1,20 Комп'ютерна верстка О В Кураєв Кінець, год - хв МІЦНІСТЬ при стиску каменю після 28 діб нормального тверднення, МПа Вміст незв'язаного лугу після 28 діб 1-40 1-Ю 1-00 0-40 1-20 0-55 0-50 0-35 1-05 0-40 0-35 0-30 1-30 0-50 0-40 0-35 1-Ю 0-45 0-35 0-30 0-55 0-35 0-30 0-25 1-15 0-45 0-35 0-30 1-00 0-35 0-30 0-25 0-50 0-30 0-27 0-20 4-05 2-45 2-30 2-Ю 4-45 2-25 2-05 1-55 5-15 2-05 1-50 1-35 4-45 2-30 2-20 1-45 5-20 2-05 1-45 1-25 5-55 1-45 1-30 1-05 5-30 2-Ю 1-55 1-15 6-05 1-50 1-25 1-00 6-45 1 -15 1 -05 0-40 ЗО 32 35 35 42 46 44 42 58 67 68 63 49 58 55 53 55 67 68 63 52 61 59 57 55 67 70 65 51 62 64 57 45 54 58 50 перерахунку на R2O, мас % 0,12 0,07 0,05 0,09 0,16 0,12 0,8 0,15 0,31 0,21 0,18 0,28 0,13 0,06 0,04 0,09 0,16 0,11 0,08 0,15 0,68 0,59 0,56 0,65 0,09 0,03 0,02 0,04 0,53 0,49 0,41 0,58 0,75 0,64 0,65 0,69 1-40 1-50 1-35 1-25 6-Ю 5-30 3-40 4-30 63 65 52 55 0,93 0,91 1,01 0,99 Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна