В’яжуче

Реферат: В'яжуче містить низькокальцієву золу, мелений доменний гранульований шлак, активуючий розчин сірчанокислого натрію та карбонату натрію у співвідношенні 60 та 40 мас. %. UA 87137 U (54) В'ЯЖУЧЕ UA 87137 U UA 87137 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі будівельних матеріалів, а саме до в'яжучих на основі паливних зол, і шлаків та може бути використана при виробництві штучних стінових матеріалів. Відоме в'яжуче, яке включає паливні золи з вмістом СаО від 3 до 5 мас. % та добавки - солі соляної кислоти у кількості 1-10 мас. % від маси золи [1]. Недоліком цього в'яжучого є низька водостійкість композицій на їх основі. Найбільш близьким до пропонуємого складу в'яжучого є в'яжуче, що включає низькокальцієву золу, рідке скло та гідроксид кальцію при наступному співвідношенні компонентів, мас. % [2]: рідке скло 13,0-25,8 гідроксид кальцію 8,3-33,2 зола виносу 41,0-78,7. В'яжуче готується змішуванням золи з гідроксидом кальцію у вказаних співвідношеннях до однорідної суміші з наступним додаванням необхідної кількості рідкого скла з модулем 2 та 3 густиною 1300 кг/м . В'яжуче твердіє при тепловологій обробці (за режимом 2 години витримування після формування, 4 години підвищення температури у пропарювальній камері до 95 °C, 8 годин ізотермічне витримування та 2 години - зниження температури до 20 °C), при його зберіганні у воді при температурі 20 °C, при зберіганні у повітряних умовах при температурі 20 °C. Недоліком вказаного в'яжучого є короткі строки тужавіння та низька міцність в'яжучого при твердінні у нормальних та повітряних умовах. В'яжуче характеризується показником строку початку тужавіння 12-25 хвилин та показником строку кінця тужавіння 36-68 хвилин. Це обумовлене коагуляцією рідкого скла у композиції, що включає гідроксид кальцію та суттєво ускладнює технологію виробництва виробів на основі вказаного в'яжучого. Низький рівень міцності вказаного в'яжучого при його твердінні у нормальних умовах, в межах 20,8-30,9 МПа, та в межах 16,8-21,2 МПа при його твердінні у повітряних умовах у порівнянні з міцністю в'яжучого, яке тверділо при тепловологій обробці (в межах 26,5-33,6 МПа) є наслідком швидкої коагуляції в'яжучої системи. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення складу в'яжучого на основі паливних зол з метою збільшення строків початку тужавіння, збільшення міцності в'яжучого при його твердінні у нормальних та повітряних умовах та при тепловологій обробці. Запропонований склад в'яжучого на основі паливних зол включає як компонент, що вміщує вапно, мелений доменній гранульований шлак, а як компонент, що активує гідравлічну активність складових паливної золи та доменного гранульованого шлаку, суміш розчинів сірчанокислого натрію та карбонату натрію у співвідношенні 60 та 40 мас. %. Запропонований склад в'яжучого, на відміну від найближчого аналога, дозволяє реалізувати не тільки лужний механізм активації скловидної алюмосилікатної маси золи та доменного гранульованого шлаку, а і сульфатний механізм активації. Додатково, запропонований склад в'яжучого є стабільним у системах, що включають гідроксид кальцію, та не коагулює з утворенням високодисперсних продуктів, які можуть зневоднювати суміш в'яжучого у процесі його структуроутворення. Поставлена задача вирішується тим, що в'яжуче включає низькокальцієву золу, згідно з корисною моделлю, додатково містить мелений доменний гранульований шлак та активуючий розчин сірчанокислого натрію та карбонату натрію у співвідношенні 60 та 40 мас. %, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: паливна зола 40,0-74,0 мелений доменний 14,0-36,2 гранульований шлак активуючий розчин 12,0-23,8. Для виготовлення суміші використовували такі матеріали: 2 - паливна зола Ладижинської ТЕС з питомою поверхнею 3500 см /г (табл. 1); - мелений доменний гранульований шлак Криворізького металургійного комбінату (модуль 2 основності - 1,1, модуль активности - 0,16) з питомою поверхнею 3000 см /г (табл. 2); 3 - розчин сірчанокислого натрію густиною 1180 кг/м , концентрацією 19,4 г на 100 г розчину; 3 - розчин карбонату натрію густиною 1160 кг/м , концентрацією 15,1 г на 100 г розчину. Активуючий розчин готували змішуванням вказаних розчинів сірчанокислого натрію та карбонату натрію у співвідношенні 60 та 40 мас. % відповідно. 50 1 UA 87137 U Таблиця 1 Вміст оксидів, мас. % SiO2 50,94 ТіО2 0,94 Аl2О3 24,56 Fe2O3 13,25 СаО 2,86 MgO 1,98 Na2O 0,69 K2О 2,69 SO3 0,45 в.пп. 1,64 Таблиця 2 Вміст оксидів, мас. % SiO2 39,52 5 Аl2О3 6,49 Fe2O3 0,12 СаО 47,13 MgO 3,10 МnО 1,15 SO3 1,74 в.пп. 0,60 В'яжуче готувалося змішуванням золи з меленим доменним гранульованим шлаком у вказаних співвідношеннях до однорідної суміші з наступним додаванням необхідної кількості активуючого розчину. З отриманої суміші формували зразки розміром 40 × 40 × 160 мм. Строки тужавіння в'яжучого та його фізико-механічні характеристики визначали у відповідності з ГОСТ 310.1-310.4. Склади в'яжучого та результати його випробування наведені в таблиці 3. Таблиця 3 Склад Компоненти в'яжучого Кількість, мас. % Строки тужавіння, хвилин Міцність при стиску, МПа, при твердінні після 28 діб У воді На повітрі 7 8 5 після пропарювання 6 185 44,8 34,7 30,2 176 36,7 32,5 29,1 167 30,4 28,4 25,8 154 29,6 27,5 24,3 123 24,1 22,7 21,3 36 33,6 30,9 17,4 68 26,5 20,8 16,8 початок кінець 1 2 3 4 паливна зола 40,0 1 шлак мелений 36,2 77 активуючий розчин 23,8 паливна зола 57,0 2 шлак мелений 25,1 64 активуючий розчин 17,9 паливна зола шлак 74,0 3 мелений активуючий 14,0 48 розчин 12,0 Склади, що виходять за межі запропонованого паливна зола 44,0 4 шлак мелений 40,2 42 активуючий розчин 15,8 паливна зола 80,0 5 шлак мелений 12,0 39 активуючий розчин 8,0 Найближчий аналог паливна зола 41,0 6 рідке скло гідроксид 25,8 12 кальцію 33,2 паливна зола 78,7 7 рідке скло гідроксид 13,0 25 кальцію 8,3 10 15 Виготовлені зразки тверділи при тепловологій обробці (за режимом 2 години витримування після формування, 4 години підвищення температури у пропарювальній камері до 95 °C, 8 годин ізотермічне витримування та 2 години - зниження температури до 20 °C), при його зберіганні у воді при температурі 25 °C, та при зберіганні у повітряних умовах при температурі 20 °C. 2 UA 87137 U 5 10 15 Наведені данні показують, що у порівнянні з відомим технічним рішенням [2] дослідні зразки характеризуються початком строку тужавіння в межах 48-77 хвилин, кінцем строку тужавіння в межах 167-185 хвилин. Цей показник відповідає вимогам щодо набілиш розповсюдженого в'яжучого - цементу загальнобудівельного призначення (ДСТУ Б В.2.7-46), а саме початок тужавіння не раніше 45 хвилин, кінець тужавіння не пізніше 10 годин. Міцність в'яжучого після тепловологої обробки складає 30,4-44,8 МПа, при твердінні у воді протягом 28 діб - 28,4-34,7 МПа, при твердінні у повітряних умовах - 25,8-30,2 МПа. Вказані показники перевищують аналогічні показники в'яжучого за найближчим аналогом, що є наслідком відсутності процесу коагуляції рідкого скла, одного з компонентів складу в'яжучого за найближчим аналогом, у присутності гідроксиду кальцію. Процес коагуляції призводить до утворення гелю кремнезему, який сорбує воду розчину, зневоднює структуру в'яжучого та сповільнює дифузійні процеси у композиції, що твердіє. Відсутність рідкого скла у технічному рішенні, що пропонується, дозволяє суттєво збільшити терміні тужавіння в'яжучого, підвищити його міцність як при пропарюванні, так і при його твердінні у воді та на повітрі. Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР № 305146, кл. С04В 7/20, бюл. № 8, 14.07.1971. 2. Патент України № 4396, С04В 28/26, бюл. № 6, 27.12.1994. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 В'яжуче, що містить низькокальцієву золу, яке відрізняється тим, що додатково містить мелений доменний гранульований шлак і активуючий розчин сірчанокислого натрію та карбонату натрію у співвідношенні 60 та 40 мас. %, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: паливна зола 40,0-74,0 мелений доменний 14,0-36,2 гранульований шлак активуючий розчин 12,0-23,8. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3