В’яжуче

Реферат: В'яжуче включає шлакопортландцемент, золу ТЕС і гірничий пісок, причому в додатково містить як активізатор нітрат кальцію з метою збільшення міцності, морозостійкості при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: шлакопортландцемент 48-52 зола ТЕС 42-45 гірничий пісок 3-4 нітрат кальцію 2-4. UA 107674 U (12) UA 107674 U UA 107674 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до промисловості будівельних матеріалів, а саме до складу в'яжучого, яке може бути використано у виробництві гідротехнічного бетону, а також в ін'єкційних розчинах для кріплення дамб гідротехнічних споруд. Відомо в'яжуче, яке містить гірничий пісок, двоводний гіпс, доменний гранульований шлак і мартенівський шлак [1]. Недоліками цього в'яжучого є підвищена водопотреба, низька морозостійкість, збільшений строк твердіння. Найбільш близьким до технічної суті і отриманому результату до в'яжучого, яке пропонується, є в'яжуче, в склад якого входять шлакопортландцемент, гірничий пісок, зола ТЕС, хлорид кальцію і двоводний гіпс [2]. Недоліком цього в'яжучого є присутність хлориду кальцію, який викликає корозію арматурної сталі в бетоні і технологічного обладнання. Присутність підвищеного змісту двоводного гіпсу підвищує усадку цементного каменю і сприяє виникненню сульфатної корозії цементного каменю [4]. Задачею корисної моделі є підвищення міцності, морозостійкості і водостійкості в'яжучого, яка характеризується коефіцієнтом розм'якшення. Поставлена задача вирішується тим, що в'яжуче, яке включає шлакопортландцемент, золу ТЕС, гірничий пісок, додатково містить як активізатор нітрат кальцію при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: шлакопортландцемент 48-52 зола ТЕС 42-45 гірничий пісок 3-4 нітрат кальцію 2-4. Як шлаковий компонент використовується шлакопортландцемент Дніпродзержинського цементного заводу. При гідратації мінералів шлакопортландцементу утворюються гідросилікати C2SH2 і гідроксид кальцію Са(ОН)2, який знижує якість в'яжучого [4]. В період гідратації і твердіння в'яжучого видалення гідроксиду кальцію неможливо, Тому для зв'язування вільного гідроксиду кальцію в склад в'яжучого пропонується вводити золу Придніпровської ТЕС, хімічний склад якої наведено в табл. 1. Алюмінати і ферити, які утримуються в золі, дозволяють виключати шкідливий вплив гідроксиду кальцію на властивості в'яжучого. Як активізатор твердіння в'яжучого пропонується використовувати гірничий пісок-хвости збагачення металевих руд, хімічний склад якого наведено в табл. 1 Гірничий пісок вміщує в своєму складі мінерали гранати [5], які є компонентами клінкера і мають високу щільність (3,53 4,2 г/см ) і твердість, що дозволяє підвищити міцність в'яжучого. Таблиця 1 Хімічний склад компонентів в'яжучого Компоненти СаО Зола ТЕС 2-4 11,3Гірничий пісок 9,8-11,0 13,7 35 40 Аl2О3 18-25 SiO2 47-56 34,139,9 Зміст оксидів, % FeO+Fe2O3 SO3 MgO P2O5 14-20 0,1-08 1,0-1,6 1,712,8-36,1 5,7 2,2 Na2O+K2O 3,2-4,5 П. П. П. до 1,5 1,3-3,2 8,5-15 Застосування нітрату кальцію в кількості 2-4 % дозволить збільшити морозостійкість, підвищити міцність і водостійкість запропонованого в'яжучого. Нітрат кальцію використовується як протиморозна добавка для бетонів і розчинів, прискорювач набору міцності бетонів і розчинів, інгібітор корозії арматури, збільшує ударну в'язкість і міцність бетонів, підвищує щільність і водонепроникність бетонів. Нітрат кальцію повністю вступає в реакцію з мінералами цементу, що виключає небезпеку утворення тріщин, висолів, усадок. Приклад. Для проведення лабораторних іспитів готували 4 склади в'яжучого зі шлакопортландцементу, золи ТЕС, гірничого піску і нітрату кальцію в різних співвідношеннях, які наведені в табл. 2. 1 UA 107674 U Таблиця 2 Складі в'яжучого, мас. % № складу Склад 1 Склад 2 Склад 3 Склад 4 Прототип Компоненти Гірничій Нітрат пісок кальцію 3 4 3 3 3 3 4 2 4 Шлакопортландцемент Зола ТЕС 48 50 51 52 43 45 44 43 42 48 Гіпс 2 Хлорид кальцію 3 2 5 10 Помел компонентів до питомої поверхні 3200-3400 см /г проводили в кульовому лабораторному млині. З сумішей виготовляли цементне тісто з В/Ц=0,4, з якого формували зразки-балочки розміром 4×4×16 см з подальшим ущільненням і твердінням балочок на водяній бані протягом 28 днів. Для порівняння властивостей виготовляли зразки з в'яжучого прототипу. Зразки випробовували на міцність при стиску і на морозостійкість. Коефіцієнт розм'якшення в'яжучого визначали співвідношенням міцності при стиску насичених водою зразків до міцності при стиску сухих зразків. Результати проведених випробувань наведені в табл. 3. Таблиця 3 Результати фізико-механічних іспитів в'яжучого Властивості Міцність при стиску, МПа Морозостійкість, циклів Коефіцієнт розм'якшення 15 20 25 30 Склад 1 38,2 80 0,3 Склад 2 42,4 90 0,2 Склад 3 45,6 95 0,18 Склад 4 44,3 90 0,20 Прототип 40 90 0,30 Як видно з приведених результатів, міцність в'яжучого з добавкою нітрату кальцію на 14,5 % вище, ніж у прототипу, морозостійкість - на 6 %, а коефіцієнт розм'якшення - на 40 % нижче, ніж у в'яжучого з добавкою хлориду кальцію і двоводного гіпсу. Це пояснюється тим, що нітрат кальцію, вступаючи в реакцію з мінералами клінкера, ущільнює структуру цементного каменю і знижує його пористість, за рахунок чого збільшується міцність, морозостійкість і водонепроникність цементного каменю. Застосування даного в'яжучого в ін'єкційних розчинах для кріплення дамб гідротехнічних споруд дозволить знизити фільтрацію води, збільшити міжремонтний період дамб і знизити експлуатаційні витрати. Джерела інформації: 2 1.Патент RU 2363673 М.Кл С04В 7/14. Вяжущее /А.П Коробейников, А.Н.Филин, В.В. Барыльников (RU);опубл. 10.08.2009 2 2. Патент RU 2448063 М.Кл С04В 28/08. Вяжущее шлаковое /А.П. Коробейников опубл. 20.04.2012. 3. Афанасьев Н.Ф., Целуйко М.К. Добавки в бетоны и растворы. - К.: Будівельник, 1989. 4. Сватовская Л.Б., Сычев М.М. Активированное твердение цементов. - Л.: Стройиздат, 1983. - С. 150. 5. Справочник по химии цементов.- Л.: Стройиздат, 1980. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 В'яжуче, що включає шлакопортландцемент, золу ТЕС і гірничий пісок, яке відрізняється тим, що додатково містить як активізатор нітрат кальцію з метою збільшення міцності, морозостійкості при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: шлакопортландцемент 48-52 зола ТЕС 42-45 гірничий пісок 3-4 нітрат кальцію 2-4. 2 UA 107674 U Комп’ютерна верстка О. Рябко 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