СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО
PRODUCTION OF BINDER

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к способу получения вяжущего на основе кислой каменноугольной золы, и может быть использовано при производстве строительных растворов и бетонов.
Известен способ получения известково-зольного вяжущего [Волженский А.В., Буров Ю.С., Виноградов Б.Н., Гладких К.В. Бетоны и изделия из шлаковых и зольных материалов (при твердении в пропарочных камерах и автоклавах). - М.: Стройиздат, 1969. С.154-159], при котором золошлаковый продукт (75-85%), известь кипелка (10-20%) и гипсовый камень (0-5%) совместно измельчают.
Однако в составе данного вяжущего присутствует малоактивный золошлаковый компонент, для активизации взаимодействия с известью и гипсом которого требуется повышение температуры (пропаривание или запаривание).
Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению является способ получения известково-зольного вяжущего [Костин В.В. Применение зол и шлаков ТЭС в производстве бетонов. - Новосибирск: НГАСУ, 2001. - 176 с., прототип], при котором вяжущее получали путем совместной механохимической активации высококальциевой золы (ВКЗ) 33-40%, кислой золы 50%, извести 8-15% и гипса 2%.
Однако в данном способе получения вяжущего используются высококальциевые золы-уноса, в составе которых уже присутствуют клинкерные минералы в количестве 15,82% (активность 4,0 МПа), способствующие твердению. Необходимость присутствия высококальциевой золы в составе вяжущего сдерживает его получение в регионах, где такая зола отсутствует.
Задачей заявляемого изобретения является получение вяжущего на основе кислой золы гидроудаления (активность 0 МПа), в составе которого путем механохимической активации будут синтезированы минералы, способствующие набору его прочности.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения вяжущего, включающего совместную механохимическую активацию измельчением кислого золошлака гидроудаления, извести и гипса, согласно заявляемому изобретению используют при указанном измельчении указанный золошлак с содержанием потерь при прокаливании 15,11%, активностью 0 МПа и крупностью не более 1 мм, известь гидратную свежеприготовленную крупностью не менее 500 мкм и гипс двуводный при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный золошлак 54,8-78,4; указанная известь 18,9-41,1; гипс двуводный 2-5,6.
2
4
2
4
2
Непрерывный подвод механической энергии при измельчении вызывает изменение строения и состава минералов исходных компонентов. В результате механохимической активации происходит аморфизация минералов кристаллической фазы, происходит деструкция алюмосиликатных компонентов золошлаков. Происходит дегитратация Са(ОН) до СаО и CaSO·2HO до CaSO·0,5 HO. Вода, содержавшаяся в гидротированной золе и вновь образованная в результате дегидратации, способствует протеканию реакции силикатообразования.
Механохимическая активация также способствует накоплению на поверхности частиц различного рада нарушений и дефектов, которые изменяют энергетическое состояние поверхности материала. В результате происходит увеличение реакционной способности частиц вяжущего: ускоряются процессы схватывания и твердения вяжущего.
Способ получения вяжущего осуществляется следующим образом.
К кислой золе гидроудаления влажностью не более 15% (крупностью не более 1 мм) добавляют необходимое количество свежепроготовленной гидратной извести (крупностью не менее 500 мкм) и двуводного гипса. В качестве кислой золы используют золошлак гидроудаления, полученный при сжигании Улуг-Хемских углей(химический состав представлен в таблице 1). Использование свежеприготовленной гидратной извести позволяет исключить негативное влияние карбонатов в составе вяжущего, образующихся в результате карбонизации гидроксида кальция. Полученную смесь перемешивают и активируют в центробежно-эллиптической мельнице непрерывного действия.
Таблица 1
SiO<sub>2</sub>
TiO<sub>2</sub>
Аl<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fе<sub>2</sub>О<sub>3</sub>
MnO
MgO
CaO
Na<sub>2</sub>O
К<sub>2</sub>О
Р<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
BaO
П.п.п
43,77
0,684
14,1
9,86
0,134
3,45
9,51
1,21
1,42
0,097
0,097
15,11
Зольный камень получали затворением механоактивированного вяжущего водой до нормальной густоты теста.
Таблица 2
Состав сырьевой меси и свойства вяжущего
Показатели для состава сырьевой смеси
№1
№2
№3
Прототип
Не акт.
Акт.
Не акт.
Акт.
Не акт.
Акт.
ВКЗ
-
-
-
40
Кислая зола
54,8
75,5
78,4
50
Известь (гидратная)
(41,1)
(18,9)
(19,6)
8
Гипс
4,1
5,6
2
2
Прочность на сжатие после 28 сут, МПа
6,42
8,52
7,96
10,5
7,72
9,85
9,5
Прочность при сжатии после термообработки, МПа
-
-
36,5
-
0
Как видно из представленной таблицы 2, с помощью механохимической активации смеси, включающей кислую золу гидроудаления, гидратную известь и гипс, можно получить при нормальном твердении зольный камень прочностью 10,5 МПа, что в 1,1 раз больше по сравнению с прототипом. При твердении вяжущего в условиях термообработки (179°С, давлении автоклава 10 атм) можно получить зольный кирпич прочностью 36,5 МПа.