ВЯЖУЩЕЕ
BINDER

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно - к составам минеральных вяжущих веществ на жидком стекле, и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций.
3
Известно вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской обл. - 55,6…62,5 мас.% и щелочной компонент - углеродсодержащее жидкое стекло, изготовленное из микрокремнезема - многотоннажного отхода при производстве кристаллического кремния на Братском алюминиевом заводе и содержащее в своем составе до 6…7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей: графита и карборунда, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,45…1,49 г/см - 33,5…44,4 мас.% [Патент RU №2130904 С1, С04В 12/04, С04В 7/28, 27.05.1999, 5 с.].
Недостатком описываемого вяжущего являются короткие сроки схватывания.
3
Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г.Братска Иркутской обл., - 54,5…65,8 мас.% и щелочной компонент - жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства кристаллического кремния алюминиевого завода - микрокремнезема, содержащего до 6…7 мас.% высокодисперсных углеродистых примесей с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,27…1,48 г/см - 34,0…44,7 мас.% и дополнительно содержащее добавку - замедлитель схватывания вяжущего - отход производства молочных продуктов ООО «Молоко» г.Братска - молочную сыворотку [Патент RU №2237631 С1, С04В 12/04, В 7/28, 10.10.2004, 6 с.].
Недостатком описываемого вяжущего являются невысокие прочностные показатели затвердевших образцов, что связано с содержащейся в материале молочной сывороткой, вызывающей замедление процессов структурообразования вяжущего.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение качества вяжущего.
Технический результат - повышение прочностных показателей вяжущего при одновременном сохранении требуемых сроков схватывания.
3
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что вяжущее, включающее алюмосиликатный компонент - золу-унос, полученную от сжигания бурого Канско-Ачинского угля на ТЭЦ-7 г. Братска Иркутской обл., и щелочной компонент - жидкое стекло, изготовленное из многотоннажного отхода производства ферросилиция Братского ферросплавного завода - микрокремнезема, содержащего 3-5 мас.% β-модификации карбида кремния и 4-6 мас.% высокодисперсного чешуйчатого графита, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,32-1,41 г/см, дополнительно содержит добавку - замедлитель схватывания вяжущего - отход Братского лесопромышленного комплекса - черный сульфатный щелок (ЧСЩ), а указанная зола состоит на 80% из золы-унос I поля и на 20% из золы-унос II поля, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанное жидкое стекло
39,6-43,2;
Указанный ЧСЩ (на сухое вещество)
1,5-1,7;
Указанная зола указанного состава
Остальное
Свойства ЧСЩ представлены в табл.1, а свойства зол - в табл.2 и 3.
Таблица 1
Свойства ЧСЩ
Физическое состояние и цвет
Запах
Плотность, г/см<sup>3</sup>
Концентрация, %
Содержание, %, от сухих компонентов
Смоляные и жирные кислоты
Лигнин и его соединения
Нейтральные и омыленные вещества
Минеральные вещества
Густая вязкая жидкость темно-коричневого цвета
Неприятный
1,13
22,5
3…5
40…55
10…18
15…20
Таблица 2
Свойства золы-уноса
Тип золы (поле)
Цвет
Истинная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
Остаток на сите №008, %
Влажность, %
П.П.П., %
I
Светло-серый
2600
963
6,3
1,5
1,17
II
Желто-серый
2530
826
5,4
1,7
2,2
Таблица 3
Химический состав золы-уноса
№ поля
Содержание соединений, мас.%
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
MgO
SO<sub>3</sub>
K<sub>2</sub>О
Na<sub>2</sub>O
I
46,6
26,9
8,8
12,7
2,3
1,6
0,6
0,2
II
50,5
8,6
8,4
20,5
1,7
1,5
0,6
0,1
Образцы для испытания готовили следующим образом.
Зола-унос перемешивалась с кварцевым песком в соотношении «Зола: Песок»=1:3. При этом состав золы был следующим: зола-унос I поля 80%, а зола-унос II поля 20%.
3
К полученной смеси добавлялось в количестве 40,9% от массы вяжущего жидкое стекло из микрокремнезема, содержащего 3 мас.% ρ-модификации карбида кремния и 5 мас.% высокодисперсного чешуйчатого графита, с силикатным модулем n=1 и плотностью ρ=1,35 г/см с растворенным в нем ЧСЩ в количестве 1,7% (в пересчете на сухое вещество) от общей массы вяжущего.
Полученная масса тщательно перемешивалась до однородного состояния в бетоносмесителе принудительного действия. Из приготовленной смеси изготавливались образцы-балочки размером 4×4×16 см. Формование и уплотнение смеси осуществляли на виброплощадке.
Свежеотформованные образцы подверглись тепловлажностной обработке в пропарочной камере при Т=85°С по режиму: 2+2+2+2 час. Результаты механических испытаний представлены в табл.4.
Аналогичным образом были изготовлены образцы вяжущего других составов. Результаты также представлены в табл.4.
Таблица 4
Прочностные показатели образцов вяжущего
Содержание смеси золы I поля (80%) и II поля (20%), мас.%
Плотность жидкого стекла, г/см<sup>3</sup>
Содержание, мас.%
Расход жидкого стекла, %от массы вяжущего
Содержание ЧСЩ (в пересчете на сухое вещество), % от массы вяжущего
Прочность, МПа, после ТВО
Графит
β-SiC
При изгибе
При сжатии
58,7
1,36
6
3
39,6
1,7
5,6
31,6
58,0
1,32
6
3
40,3
1,7
3,5
20,8
55,3
1,38
4
5
43,2
1,5
3,9
24,7
55,8
1,40
5
4
42,7
1,5
4,5
30,3
56,9
1,37
4
3
41,5
1,6
4,8
32,1
56,3
1,41
4
5
42,1
1,6
5,4
33,7
57,4
1,35
5
3
40,9
1,7
6,0
35,3
Анализ полученных данных показывает, что частичная замена золы-унос I поля на золу-унос II поля в составе вяжущего позволяет поднять прочностные показатели затвердевших образцов вяжущего до уровня (и выше) бездобавочного состава, а содержащаяся в вяжущем добавка ЧСЩ в количестве 1,5-1,7% от массы вяжущего обеспечивает при этом требуемые сроки схватывания вяжущего.