В’яжуче

Реферат: В'яжуче містить мелений відвальний доменний шлак і мелений кислий доменний шлак та додатково містить як активізатор поташ. UA 107821 U (12) UA 107821 U UA 107821 U 5 10 15 Корисна модель належить до промисловості будівельних матеріалів і може бути використана як в'яжуче для кріплення гідротехнічних ґрунтових споруд і виготовлення шлаколужного бетону. Відомо в'яжуче [1], яке містить доменний гранульований шлак, сполуки лужних металів і кремнійвмісну добавку. Недоліком цього в'яжучого є низька морозостійкість і корозія вилуговування. Найбільш близьким по технічній суті і досягнутому результату до в'яжучого, яке пропонується, є в'яжуче, в склад якого входять мелений відвальний доменний шлак і мелений кислий доменний шлак [2]. Недоліком цього в'яжучого є порівняно низька міцність при нормальних умовах твердіння, підвищенні строки тужавлення і неможливість використання при низьких температурах. Задачею корисної моделі є підвищення міцності, морозостійкості, строків тужавлення і можливості застосування в'яжучого при мінусових температурах. Поставлена задача вирішується тим, що в'яжуче, що містить мелений відвальний доменний шлак і мелений кислий доменний шлак, додатково містить як активізатор поташ, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: мелений відвальний основний доменний шлак 9-90; мелений кислий доменний шлак 8-90; поташ (в перерахунку на суху речовину) 1-2. Доменний відвальний шлак Криворізького металургійного комбінату є відходом виплавки чавуну з залізної руди Криворізького залізорудного басейну, хімічний склад якого наведений в табл. 1. 20 Таблиця 1 Хімічний склад доменного шлаку, мас. % Вид шлаку Відвальний основний Відвальний кислий 25 30 35 Мо 1,17 0,96 SiO2 40,18 34,0 Аl2О3 4,75 7,6, Fe2O3 2,49 0,41 Оксиди CaO 42,72 31,4 MgO 2,65 1,0 FeO 4,75 0,2 K2O 2,2 0,8 П. п. п 0,26 Лужна активізація гранульованого доменного шлаку може бути досягнута введенням в нього вапна, лугів, соди, поташу і інше. Як активізатор шлаку нами прийнято поташ - вуглекислий калій К2СО3. Поташ представляє собою кришталевий порошок, який добре розчиняється у воді. Його вводять в склад в'яжучого сумісно з водою затворення. Твердіння шлаколужного в'яжучого обумовлено гідратацією шлакового скла під впливом гідроксильних іонів з утворенням низькоосновних гідросилікатів кальцію групи CSH (В), а також гідрогранатів і гідроалюмосилікатів, що супроводжується твердінням і синтезом штучного каменю. Приготування в'яжучого здійснюють шляхом сумісного помелу відвального основного і 2 кислого доменного шлаків до тонини помелу 320-350 м /кг після попереднього дроблення шлаків до фракції 10-20 мм. При виготовленні зразків поташ вводили в склад в'яжучого сумісно з водою затворення. З розчину виготовляли 4 склади в'яжучого з різним співвідношенням компонентів (табл. 2). Зразки тверділи протягом 28 днів при відносній вологості 100 % і температурі 20 °C. За прототип приймали в'яжуче, склад якого наведений в табл. 2. Таблиця 2 Склади запропонованого в'яжучого, мас. % Компоненти Відвальний кислий шлак Відвальний основний шлак Поташ Склад 1 90 9 1,0 Склади в'яжучого Склад 2 Склад 3 43,5 8 45 90 1,5 2,0 1 Склад 4 100 0 Прототип 40 60 UA 107821 U 5 Визначення фізико-механічних властивостей запропонованого в'яжучого проводили по існуючим стандартним методикам. Сульфатостійкість в'яжучого досліджували на зразках розміром 0,01×0,01×0,03 м складу 1:3 (в'яжуче: вольський пісок) при водов'яжучому відношенні 0,4. Після твердіння в нормальних умовах одні зразки були занурені в 5 %-й розчин Na2SО4, а інші зразки - в питну воду, де витримувались протягом 6 місяців. Коефіцієнт сульфатостійкості визначався як відношення міцності при стисненні зразків, які витримувались в корозійному середовищі, до міцності при стисненні зразків, які витримувались в питній воді. Результати випробувань наведені в табл. 3. Таблиця 3 Фізико-механічні властивості запропонованого в'яжучого Фізико-механічні властивості Міцність при стиску, МПа Строки тужавлення, год.-хв.: початок кінець Морозостійкість, циклів Водонепроникність при стиску води, МПа Коефіцієнт сульфатостійкості Склад 1 31 1-12 4-35 330 W4 0,95 Склади в'яжучого Склад 2 Склад 3 56 72 0-54 3-00 400 W5 0,97 0-31 1-35 420 W6 0,98 Склад 4 46 2-15 6-35 310 W3 0,91 Прототип 5,3 2-45 9-25 300 W3 0,90 10 15 20 25 30 35 40 Як видно з таблиці 3, міцність запропонованого в'яжучого в 5-7 разів вище міцності прототипу за рахунок утворення низькоосновних гідросилікатів кальцію групи CSH (В), а також гідрогранатів і гідроалюмосилікатів. Короткі строки тужавлення в'яжучого пояснюються тим, що поташ, змінює розчинність силікатних складових в'яжучого, утворює з продуктами його гідратації двійні або основні солі. Кількість поташу приймають в залежності від температури зовнішнього повітря. Наприклад, при температурі зовнішнього повітря до -5 °C поташ беруть в кількості 1 % від маси сухої суміші, при температурі зовнішнього повітря від -5 °C до -15 °C беруть 1,5 %, а при температурі нижче 15 °C – 2 %. Протиморозна дія поташу пояснюється тим, що він надає велику структуруючу дію на молекули води, в результаті чого вода, яка пов'язана поляризованими силами, замерзає повільніше. Тому температура застосування запропонованого в'яжучого повинна бути не нижче -25 °C. Температура застосування в'яжучого-прототипу повинна бути не нижче 0 °C, тому як при від'ємній температурі припиняється гідратація мінералів доменного шлаку. Підвищена сульфатостійкість запропонованого в'яжучого забезпечується застосуванням доменного шлаку, в якому вміст оксиду алюмінію складає не більш 8 %. У в'яжучому відсутній вільний гідроксид кальцію, що також сприяє підвищенню його сульфатостійкості. Структура каменю характеризується наявністю дрібніших замкнутих пор округлої форми, що є наслідком підвищеного поверхневого натягання лужного розчину до затвердіння. Така структура визначає високу водонепроникність і морозостійкість запропонованого шлаколужного в'яжучого. Таким чином, висока водонепроникність, міцність, підвищена стійкість в агресивних середовищах, можливість використання при низьких температурах дозволяють використовувати запропоноване в'яжуче для кріплення відкосив ґрунтових гідротехнічних споруд і виготовлення шлаколужного бетону для бетонування гідротехнічних споруд. Питомі капіталовкладення на виробництво запропонованого в'яжучого в 2-3 рази менші, ніж при виробництві портландцементу, тому як витрата умовного палива менше в 3-5 разів, електроенергії - 2 рази. Джерела інформації: 1. А.с. № 833665. Вяжущее. / Л.П. Шаптала, И.А. Рыбалко, Г.В. Румина и др. - МКИ. Кл. С04В 7/14. - Опубл. 30.05.81. Бюл. № 23, 1981 г. 2. Патент UA № 32581. В'яжуче. / В.Г. Мусін - МКИ Кл. С04В 7/14. - Опубл. 15.02.2001. Бюл. № 1, 2001 р. 45 2 UA 107821 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 В'яжуче, що містить мелений відвальний доменний шлак і мелений кислий доменний шлак, яке відрізняється тим, що додатково містить як активізатор поташ, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: мелений відвальний основний 9-90; доменний шлак мелений кислий доменний шлак 8-90; поташ (в перерахунку на суху 1-2. речовину) Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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