Способ приготовления вяжущего

 

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)> С 04 В 7/28

ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

BEIÄ0ÌÑTBO СССР (Г(СПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ со ще эо ум1 (21 4871938/33 (22 10.10.90 (46i 30.08.93. Бюл. М 32 (71 Новокузнецкое отделение Уральского на чно-исследовательского и проектного ин титута строительных материалов (72 Н.И.Федынин (56 Волженский А. В, и др, Бетоны и изделия из шлаковых и зольных материалов, М., Стройиздат, 1969, с.154-156.

Авторское свидетельство СССР

М (63672, кл. С 04 В 7/28, 1979.

Заявка Японии М 57 — 71841, кл. С 04 В 7/26, 1982. (54» СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО (57 Используется в промышленности строит льных материалов. Сущность: способ пр, готовления вяжущего, включающий иэмельчение и смешение каменноугольной золы, извести-кипелки, гипса и хлорида, Изобретение относится к промышленно и строительных материалов, а именно к авам бесклинкерного известьсодержао вяжущего на основе каменноугольной и способам его приготовления.

Цель изобретения — снижение водопотности и повышение прочности при ньшении стоимости вяжущего, ; Это достигается тем, что в способе пригот вления вяжущего, включающем измельчен е и смешение каменноугольной эолы, извести-кипелки, гипса и хлорида щелочного ли щелочно-земельного металла, сначала,совместно измельчают в бегунах в течение 10-15 мин комовую известь-кипелку, 1/4-1/2 часть от общего количества ка„„ 4 „„1837053 А1 щелочного или щелочноземельного металла, предусматривает сначала совместное иэмельчение в бегунах в течение 10-15 мин комовой извести †кипел, 1/4 — 1/2 часть от общего количества каменноугольной золы, хлорида щелочного или щелочноземельного металла, затем, введение воды затворения до получения влажности 8 — 13 мас. и поверхностно-активной добавки из группы дигексилсукционатсульфоната натрия, моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля. Затем полученную смесь выдерживают в реакторе в течение 6 — 20 ч, после чего ее перемешивают с гипсом и оставшейся золой при следующем соотношении компонентов, мас. (,: известь-кипелка 20 — 30; хлорид щелочного или щелочно-земельного металла 0,6-1, гипс 35, указанная ПАВ 0,05 — 0,15, каменноугольная зола остальное. Прочность при сжатии

32,7 Mila. 2 табл. менноугольной золы, хлорид щелочного или щелочно-земельного металла, вводят воду затворения до получения влажности 8-13 .мас.7; и поверхностно-активную добавку и э группы дегиксилсукционатосульфоната натрия,моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля, затем полученную смесь выдерживают в реакторе в течение 6-20 ч, после чего ее перемешивают с гипсом и оставшимся количеством каменноугольной эолы при следующем соотношении компонентов в мас. $ (на сухое вещество):

Известь-кипелка 20-30

Гипс 3-5

Хлорид щелочного или щелочно-земельного металла 0.6-1

1837053

Указанная поверхностноактивная добавка 0,05-0,15

Каменноугольная зола остальное

Сущность предлагаемых вяжущего и способа его приготовления состоит в том, что отвод введения добавки гипса в известково-зольную смесь на вторую стадию ее перемешивания, то есть после ее обработки в смесительно-размольных бегунах in вылеживания в реакторе (силосе) в течение 6 — 20 ч исключает замедляющее влияние гипса на процессы гашения и диспергации извести;

При этом роль комплексной добавки (хлорид+ ПАВ) на первой стадии приготовления вяжущего состоит в интенсификации процесса гашения и диспергации извести при ее обработке в бегунах совместно с частью эолы. Установлено, что этот процесс при введении в известково-зольную смесь комплексной добавки идет быстрее в 2-3 раза, чем при отсутствии добавки. При этом установлена также избирательность действия добавок ПАВ на укаэанные процессы: из опробованных в исследованиях ПАВ раэного класса ускоряющее действие на процесс гашения извести и на повышение прочности вяжущего в сочетании с хлоридами показали только анионные и неионногенные ПАВ, обладающие сильным смачивающим действием.

С позиций физико-химической механики дисперсных структур достигнутые результаты можно объяснить тем, что при раэдавливании и истирании комовой извести и частиц золы в водной среде между чашей и катками бегунов в присутствии комплексной добавки процесс гашения извести интенсифицируется эа счет эффектов усиления смачивания, ускорения движения жидкости в порах ее зерен, а также расклинивающего действия ПАВ в порах и микротрещинах частиц извести и золы (эффект Ребиндера). Положительную роль фактора совместной обработки извести и эолы в бегунах можно обьяснить активизацией поверхности стеклоаидных частиц золы при

"мокром" истирании их гася щейся известью и созданием центров кристаллизации новообразований (первичных структур), оказывающих каталитическое влияние на процессы гидратации и твердения вяжущего в последующих процессах вылеживания вяжущего в реакторе и тепловлажностной обработки. изделий.

Ускорение процесса гашения извести в предложенном способе приготовления вяжущего достигается также за счет того, что каменноугольная зола как сильный адсорбент поглощает продукт гидратации изве55 щего по сравнению с известными составами.

Преимущество предложенного способа приготовления вяжущего перед известным заключается еще и в том, что ликвидируется энергоемкий пылевыделяющий процесс, сти — гидроокись кальция, что сдвигает реакцию вправо.

В исследованиях установлена целесообразность совместной обработки в бегунах комовой извести с 1/4-1/2 части эолы, входящей в состав вяжущего, так как при большем количестве золы ухудшаются условия измельчения зерен извести ("подушки" вокруг зерен), что требует увеличения времени

10 обработки, а при меньшем количестве эолы снижается прочность вяжущего.

Установлено, что введение воды в бегуны до получения влажности известковозольной смеси в пределах 8-13 мас.

"5 является оптимальным, как с точки зрения полноты гашения извести, так и удобства транспортирования и доэирования смеси (*сыпучее состояние).

Важность процесса вылеживания изве20 стково-эольной (эолосиликатной) смеси, по аналогии с технологией силикатного кирпича, состоит в том, что во время него не только продолжается и завершается гашение частиц извести, но и происходит вэаи25 модействие гидроокиси кальция с золой с образованием первичных гидросиликатных и гидроалюминатных структур, оказывающих в дальнейшем положительное влияние на процесс твердения и формирование фа30 зового состава и микроструктуры известково-зольного камня. С этой точки зрения важно отметить, что оптимальное время вылеживания в реакторе известково-зольной смеси в предложенном способе составляет

35 6 — 20 ч, тогда как в общепринятой технологии силикатного кирпича время вылеживания известково-песчаной (силикатной) смеси, как правило, не превышает3-4 ч. Это подтверждает активную структурообраз40 ную роль золы в вяжущем и эффективность удлиненного процесса вылеживания смеси для улучшения свойств вяжущего в предложенном.

Многофункциональность действия ком45 плексной добавки в вяжущем проявляется еще и в том, что она способствует пластификации растворной и бетонной смесей. Исследования показали, что зто достигается не за счет воздухововлекающего действия до50 бавки, а за счет "смазочного" эффекта ориентированных на поверхности зерен извести и золы молекулярных слоев хлорида и ПАВ. Эффект пластификации — один из факторов снижения водопотребности вяжу1837053 требующий установки сложной и дорогостоящ и пылеулавливающей системы. Особенность предложенного способа приготовления вяжущего состоит в том, что вяфущее используют сразу после приготовления, то есть после перемешивания вылежанной известково-зольной смеси с гипсом и оставшимся количеством золы в этот же см ситель вводят заполнитель и воду и осуществляют их дополнительное перемешивание с вяжущим. Можно осуществлять также перегрузку полученного вяжущего и в др гие смесители (*разного типа), в частност в газо- и пенобетономешалки для приготоцления ячеистого бетона.

Il р и м е р. Для получения вяжущего прфдлагаемым способом готовят шесть смеc8) компонентов, содержащих, мас,%. каменноугольную золу — Западно-Сибирской

ТЭ с удельной поверхностью 2400 сл /г—

63, 5-76,35; комовую известь акт, 75,3 с предельной крупностью зерен 20 мм — 20—

30; полуводный гипс с удельной поверхностью 3100 см /г — 3 — 5; хлорид щелочного

2р меТалла (хлорид натрия) или хлорид щелочно-земельного металла (хлористый кальций) — ф,6-1; поверхностно-активную добавку— дигексилсукционатосульфонат натрия (смачиватель СВ-1017) и моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля (смачиватель ДБ), по ТУ 620-530-80. 0,05-0,15 (составы 1,1а—

3.3а). Одновременно готовят две смеси компо ентов вяжущего с запредельным соДержанием добавок (составы 4 и 5) и две смеси с запредельными значениями параметров способа приготовления (составы 6 и

7) ля подтверждения оптимальности. Для сравнения готовят также предложснное вяжу цее, но содержащее только один из ком.понентов комплексной добавки (составы 8 и

9). 1роме того, готовят два известных состава вяжущего известным способом, путем совмфстного помола компонентов в шаровой мельнице (составы 10 и 11)., Для приготовления вяжущего предложенным способом комовую известь, 1/41/$ части взятой на замесы золы, хлорид и

ПАВ первоначально обрабатывают в лабораторных смесительно-размольных бегунах тигра ЛБ-2 в течение 10-15 мин при затворении водой до получения смеси влажностью

8 — 13 мас,%, после чего выдерживают смесь в реакторе (эксикаторе) в течение 6-20 ч, затем загружают ее в лабораторный смесите ь принудительного действия типа С7426, вводят гипс, оставшееся количество зо )ы и осуществляют перемешивание в течение 2 — 3 мин.

Для определения свойств полученного вяжущего при перемешивании компонентов в смесителе дополнительно вводят воду эатворения, осуществляя доувлажнение вя5 жущего до получения теста стандартной нормальной густоты. Приготовленные вяжущие испытывают в равнопластичном состоянии, соответствующем расплаву конуса

123-125 мм, по ГОСТ 310,4-81 "Цементы.

10 Методы испытания".Для определения средней плотности и прочности вяжущего формуют образцы размеров 4 х 4 х 16 см, которые для ускорения твердения пропаривают при 95 — 100 С по режиму 3+10+3 ч.

15 Конкретные составы вяжущих и параметры их приготовления приведены в табл.1, а результаты испытания — в табл.2, Как видно из табл.2 вяжущее, полученное предложенным способом, характериэу20 ется по сравнению с изготовленным известными способами меньшей водопотребностью и более высокой прочностью при меньшей стоимости приготовления.

Внедрение предложенного вяжущего и

25 способа его приготовления будет способствовать широкому и эффективному использованию золы электростанций в производстве бесцементных строительных изделий.

Формула изобретения

30 Способ приготовления вяжущего, включающий иэмельчение и смешение каменноугольной золы, извести-кипелки, гипса и хлорида щелочного или щелочноземельнога металла, отличающийся тем, что, с

35 целью снижения водопотребности и повышения прочности при уменьшении стоимости сначала совместно измельчают в бегунах в течение 10-15 мин комовую известь-кипелку, 1/4 — 1/2 часть от общего ко40 личества каменноугольной золы, хлорид щелочного или щелочноземельного металла, вводят воду эатворения до получения влажности 8-13 мас.% и поверхностно-активную добавку из группы дигексилсукцио45 натосульфоната натрия, моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля, затем полученную смесь выдерживают в реакторе в течение 6-20 ч, после чего ее перемешивают с гипсом и оставшимся количеством ка50 менноугольной эолы при следующем соотношении компонентов, мас., (на сухое вещество):

Известь-кипелка 20-30

Хлорид щелочного или

55 щелочноэемельного металла 0,6-1,0

Указанная поверхностноактивная добавка 0.05-0.15

Каменноугольная зола Остальное

1837053

Таблица 1 сос-1 ва ола ! (Валериан«в «о«привитое ° нас. 4 т

lArperат

-Rand из»ело

»ение

1 оостав н с собвю

Пара»отри способа

Часто обрабатюааеиой зотв побае ии невест о

Т

1 снпс

Виан»осто иззестиоВреме

° ыдсрв«и изв ст«ово золыюй смеси ° рва«торе, ч

Вренл рбработ«и сиаси

»з вес ти и золт, ниц

«зтзрип воа" зол«нор снеси, иас.В

20 3 06 005 го 3 о ° 6

25 4 0.8 0.10

25 4

30 5 1 0,15

ЭО 5 1

1О

12

12

1/4

1/4

1/3

1/3

1/2

1/2

1/4

1/г

1/5

2/3

В

1О

1Î

13

13

В

13

15

6

13 !! го го

Валуева

То ве

0,25

0,10

0,15

3 04. 003

5 1,3 0,18

3 0,6 0,05

5 1 0 ° 15

5 1

0, l5

3о

2О

22

lo

17

1/2

1/2

2О

13

Известные 10

Веровал и °

»ел«ница известные 11

64,&

Эо 5

0,2

То ае

1 е и совнестиый по««зл конпонентов

Таблица 2

Ср!здняя плот- П р о ч н о с т ь ность, кг/м на сжат а.

МПв

Водовяжущее отношение

Расплыв конуса, мм

1Ф состава

Удельная поверхность вяжущего, см. /г

Расчетная себестоимость из го товления 1 т, б.

9,2

9,2

10,4

10,4

11,3

1 1,3

14,5

14,1

П р и м е ч а н и е. оказатели водопотребности и прочности вяжущего при введении хлористого натрия и хлористого-кальция идентичны (разброс +5/).

Составитель Ф.Сорина в

Техред М.Моргентал Корректор M.Êeðåöìàí

Редактор Е.Савина

Заказ 2854 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул,Гагарина, 101

Йредл«е иные 1 °

1б

2в2б

3а

3б

Ллв опти--. налоиости 5

7

Длл сраане- 8 нил 9

1а

1б

2а

2б

За

Зб

5

7

9

76,35

76,35

71, !0

71, !0

63,85

6Э 85

76,57

63,52

76,35

63,85

64,0

64,85

64,0

263Î

3410

0,36

0,34

0,35

0,33 .

0,34

0,33 . 0,39

0,33

0,38

0,33

0,41

0,38

0.43

0,42

123

124

123

124

123

124

124

123

124

123

123

123

1376

1415 1430

1420

27,5

28.0

30,3

31.2

32,1

32,7

23,2

28,4

26,3

30,9

19,1

13,5

18,7

20.4