В’яжуче

Реферат: В'яжуче включає золошлакову суміш ТЕС, доменний гранульований шлак і будівельний гіпс. Додатково містить як активізуючий і пластифікуючий компонент замість будівельного вапна поверхнево-активну речовину (ПАР) - кубові синтетичні залишки жирних кислот. UA 103555 U (12) UA 103555 U UA 103555 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до складу золошлакових безклінкерних в'яжучих і може бути використано для виробництва ін'єкційних розчинів для кріплення відкосив ґрунтових гідротехнічних споруд, а також у якості в'яжучого для виробництва гідротехнічного бетону. Відомо безцементне в'яжуче, яке включає золошлакові відходи ТЕС, негашене дисперсне вапно і будівельний гіпс [1]. Недоліком цього в'яжучого є підвищена трудомісткість і матеріалоємність виробництва і недостатня міцність. Найбільш близьким за технічною сутністю та досягуваному ефекту є безцементне в'яжуче, яке включає золошлакову суміш ТЕС в кількості 40…45 %, доменний гранульований шлак 45…50 %, будівельне вапно - 9…11 % і будівельний гіпс - останнє [2]. Недоліком цього в'яжучого є відносно низькі міцність і водостійкість. Задачею винаходу є підвищення рухомості, корозійної стійкості, морозостійкості, міцності і щільності в'яжучого. Поставлена задача досягається тим, що в'яжуче, яке включає золошлакову суміш ТЕС, доменний гранульований шлак і будівельний гіпс, додатково містить як активізуючий і пластифікуючий компонент замість будівельного вапна поверхнево-активну речовину (ПАР) кубові синтетичні залишки жирних кислот - при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: золошлакова суміш ТЕС 47…55 доменний гранульований 41…47 шлак гіпс 1…3 ПАР 1…5. В'яжуче отримують шляхом сумісного помелу золошлакової суміші, доменного гранульованого шлаку, гіпсу і висушуваної добавки ПАР в кульовому млині відкритого типу до залишку на ситі № 008 не більш 7 %. Відрізненою особливістю запропонованого в'яжучого є введення в його склад ПАР- кубових синтетичних залишків жирних кислот, яка використовується як інтенсифікатора помелу, пластифікатора і гідрофобизатора. Кубові залишки володіють поліфункціональними властивостями в складі в'яжучого, тому на стадії здрібнювання складових в'яжучого вони є інтенсифікатором помелу, а на стадії гідратації - пластифікатором і активізатором твердіння в'яжучого. Добавка кубових залишків знижує поверхневу енергію при помелу, що сприяє підвищенню інтенсивності подрібнення і зменшує ступінь агрегації тонких частинок. ПАР в складі цементного каменю формує структуру з низькою щільністю, що підвищує міцність, морозостійкість і корозійну стійкість цементного каменю. Хімічний склад кубових синтетичних залишків жирних кислот наведено вторинними алкілсульфатами і нафтовими сульфоналами, солями органічних і мінеральних кислот. Кубові синтетичні залишки жирних кислот одержують шляхом термічної обробки при температурі 100…170 °C стічних вод, які утворюються в процесі одержування синтетичних жиро замінювачів на ступені розкладення мильного клею, рідких миючих засобів - на ступені очищення вторинних алкілсульфатів натрію. Солі неорганічних кислот наведені сульфатами, хлоридами, карбонатами кальцію і заліза. Золошлакова суміш Придніпровської ТЕС є тонкодисперсним продуктом високотемпературної обробки мінеральної частини вугілля. Основним компонентом золи є скловидна алюмосилікатна фаза у виді часток розміром до 100 мкм, яка обладнає гідравлічною 2 активністю. Питома поверхня золи (2200…2300 см /г) наближається до питомої поверхні цементу, тому не вимагає додаткового помелу. В в'яжучому зола виконує роль не тільки активної мінеральної добавки, яка збільшує загальну кількість в'яжучого, але і мікронаповнювача, що активно впливає на процеси структуроутворення в'яжучого, а також пластифікатора за рахунок скляної поверхні. Зола як мінеральна добавка сприяє підвищенню морозостійкості запропонованого в'яжучого і підвищує його водонепроникність за рахунок її великої питомої поверхні [3]. Хімічний склад золи ТЕС наведень у табл. 1. Як активний кремнеземистий компонент в склад в'яжучого вводиться доменний гранульований шлак металургійного заводу ім. Петровського, хімічний склад якого наведень у табл. 1. 1 UA 103555 U Таблиця 1 Хімічний склад сировинних компонентів в'яжучого Складові Золошлакова суміш Доменний гранульований шлак 5 Аl2О3 29,50 Fe2O3 3,88 38,6 5,1 0,5 Оксиди, % CaO MgO FeO 1,75 0,12 2,50 SO3 Na2O 0,34 K2O 0,57 ППП 5,24 49,02 SiO2 55,82 0,7 0,8 0,2 1,22 Для проведення фізико-механічних вишукувань в лабораторному млині виконували помел гранульованого шлаку сумісно із золошлаковою сумішшю з додаванням гіпсу і висушеного ПАР 2 - кубових синтетичних залишків жирних кислот до питомої поверхні 2800…3000 см /г. Із запропонованого в'яжучого виготовляли 5 складів його компонентів, які наведені в табл. 2. Таблиця 2 Склади безцементного в'яжучого Компоненти Золошлакова суміш Доменний гранульований шлак Будівельний гіпс Кубові залишки жирних кислот 10 №1 47 47 1 5 Зміст компонентів, мас. %, в складі №2 №3 №4 50 55 52 45 42 41 2 1 3 3 2 4 №5 50 45 0 5 З цих складів виготовляли розчини нормальною густиною від 24 до 26 %, з яких формували зразки-балочки розміром 16×4×4 см. Зразки тверділи в нормальних умовах при відносної вологості 100 % на протязі 28 днів, після чого підвергались фізико-механічним випробуванням, результати яких наведені в табл. 3. Таблиця 3 Результати фізико-механічних випробувань складів в'яжучого Найменування властивостей №1 Номера складових №2 №3 №4 Міцність на стиск після 28 днів твердіння у 14,2 21,6 воді, МПа Лінійна усадка після 7 днів твердіння у +0,05 +0,07 воді, % Строки тужавлення, год.-хв., початок 0-48 0-59 кінець 6-00 3-39 Нормальна густина, % 26 24 3 Щільність, г/см 2,68 2,81 Коефіцієнт морозостійкості після 200 0,90 0,92 циклів Коефіцієнт стійкості в 5 % розчині Na2SO4 1,06 1,04 на протязі 3 місяців Рівномірність змінювання об'єму забезпечується 15 20 №5 Відоме 20,7 22,3 24,4 19 +0,02 +0,12 +0,19 -0,2 0-57 4-30 25 2,95 1-12 4-45 24 3,00 1-27 5-48 25 2,74 2-10 10-00 31 2,70 0,95 0,99 0,96 0,87 1,02 0,98 0,95 0,9 Як бачимо з табл. 3, міцність запропонованого в'яжучого на 17 % вище міцності відомого, нормальна густина нижче, чим у відомого. Крім того, пропонуємо в'яжуче, яке має лінійне розширення 0,05…0,12 %, має порівняно високі коефіцієнти морозостійкості - до 0,95 і коефіцієнт корозійної стійкості - більше одиниці. Таким чином, застосування пропонованого в'яжучого в складі ін'єкційного розчину буде сприяти зниженню фільтрації води в дамбах гідротехнічних споруд і дозволить збільшити їх міжремонтний період. 2 UA 103555 U 5 Джерела інформації: 1. Бабаева Ш.Т., Башлыкова Н.Ф. и др. Высокоэффективные вяжущие из золошлаковых отходов ТЭС и бетоны на их основе, // "Строительные материалы и конструкции" № 6, 1991. - с. 17-18. 2. Деклараційний патент на винахід № 29631 МКИ С04В 7/14. В'яжуче. / Соболева К.Л., Карпенко А.Г., Майська Н.Г., опубл. 15.11.2000 р. Бюл № 6. 2000 р. 3. Технические поверхностно-активные вещества из вторичных ресурсов в дорожном строительстве / В.И. Бабаев, И.В. Королев, A.M. Гридин и др. М.: Транспорт, 1991. - 144 с. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 В'яжуче, яке включає золошлакову суміш ТЕС, доменний гранульований шлак і будівельний гіпс, яке відрізняється тим, що додатково містить як активізуючий і пластифікуючий компонент поверхнево-активну речовину (ПАР) - кубові синтетичні залишки жирних кислот - при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: золошлакова суміш ТЕС 47…55 доменний гранульований шлак 41…47 гіпс 1…3 ПАР 1…5. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3