Патент на изобретение №2247697
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ЩЛАКОЩЕЛОЧНОЕ ВЯЖУЩЕЕ
(57) Реферат:
Изобретение относится к шлакощелочным материалам и может быть использовано в качестве самостоятельного строительного материала или в составе бетонных смесей для дорожного, гражданского и промышленного строительства. Шлакощелочное вяжущее содержит, мас.%: шлак гранулированный – 54,55-94,45, натриевое жидкое стекло – 4,09-40,90, двухзамещенный ортосиликат натрия Na2H2SiO4·8H2О – 0,46-4,55. Техническим результатом является повышение прочности, а также улучшение условий перемешивания компонентов смеси, т.е. сокращение времени приготовления однородной смеси, кроме того – повышение плотности – на 10-13%, водостойкости – на 18-23% и морозостойкости – на 15-20% после отвердевания. 2 табл.
Область техники Изобретение относится к шлакощелочным вяжущим и может быть использовано в качестве самостоятельного строительного материала или в составе бетонных смесей для дорожного, гражданского и промышленного строительства. Уровень техники Известно, что шлакощелочные вяжущие позволяют получать материалы из доступного сырья, которые твердеют в обычных условиях, при сушке или автоклавировании с образованием прочных конгломератов, имеющих высокую водостойкость, воздухонепроницаемость и долговечность [Глуховский В.Д., Пахомов В.А. Шлакощелочные цементы и бетоны. – Киев: Будiвельник, 1978. – 177 с.]. Например, предложено вяжущее, содержащее шлак электросталеплавильного производства и жидкое стекло в соотношении, маc.%: шлак 50-70, жидкое стекло – 30-50 [А.с. 581112, СССР. Вяжущее. Дибров Г.Д. и др. Заявл. 25.02.76, опубл. 30.11.77]. Однако указанный шлак не является отходом производства, его получают путем предварительного энергоемкого синтеза, поэтому предложенная композиция не решает экологические и экономические вопросы, связанные с утилизацией вторичных ресурсов. Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому изобретению, т.е. прототипом, является вяжущее, содержащее гранулированный шлак, жидкое стекло и сульфат натрия или сульфат калия (жидкое стекло в пересчете на Na2O 1-10, сульфат натрия или сульфат калия 0,5-1 маc.%, шлак – остальное) [А.с. 1038309, СССР. Вяжущее. Глуховский В.Д., Кривенко П.В., Ростовская Г.С., Тимкович В.Ю. Заявл. 26.11.79, опубл. в Б.И. №32, 1983]. Однако прототип плохо перемешивается из-за высокой вязкости смеси и имеет невысокую прочность. Сущность изобретения Изобретательская задача состояла в разработке состава шлакощелочного вяжущего, позволяющего уменьшить время перемешивания компонентов до образования однородной смеси и повысить прочность материала. Поставленная задача решена путем создания композиции следующего состава, маc.%: шлак гранулированный 54,55-94,45 натриевое жидкое стекло 4,09-40,90 двухзамещенный ортосиликат натрия Na2H2SiO4· 8H2O 0,46-4,55 Таким образом, заявленное вяжущее отличается от прототипа тем, что его состав дополнительно содержит двухзамещенный ортосиликат натрия в количестве 0,46-4,55 маc.%, ранее не применявшийся в составах шлакощелочных вяжущих с целью повышения прочности и регулирования реологических свойств. Необходимо отметить, что только при наличии всей совокупности признаков заявленного изобретения возможно достижение указанного технического результата, а именно: повышение прочности, а также сокращение времени перемешивания компонентов смеси. Применяемое в составе композиции натриевое жидкое стекло соответствует ГОСТ 13076-81, двухзамещенный ортосиликат натрия – ТУ 6-09-5337-87. В качестве гранулированного шлака использовали шлаки в виде темных гранул неправильной формы различного состава (табл.1). Основный и кислый доменный шлаки соответствуют ГОСТ 3476-74; кислый чугунолитейный шлак описан в [Косенко Н.Ф. Шлакощелочное вяжущее на основе низкокачественного чугунолитейного шлака. – Рук. депон. в НИИТЭХим, 1996, №19 – хп96].
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Пример 1. 2,76 г (0,46%) двухзамещенного ортосиликата натрия предварительно растворяли в небольшом количестве воды, смешивали с 24,54 г (4,09%) жидкого стекла с модулем 3,19. Полученную щелочную связку тщательно перемешивали с 572,7 г (95,45%) основного доменного шлака в смесителе. Пример 2. 15,0 г (2,50%) двухзамещенного ортосиликата натрия предварительно растворяли в небольшом количестве воды, смешивали с 135,0 г (22,50%) жидкого стекла с модулем 3,19. Полученную щелочную связку тщательно перемешивали с 450,0 г (75,0%) кислого доменного шлака в смесителе. Пример 3. 27,3 г (4,55%) двухзамещенного ортосиликата натрия предварительно растворяли в небольшом количестве воды, смешивали с 254,4 г (40,90%) жидкого стекла с модулем 3,19. Полученную щелочную связку тщательно перемешивали с 327,3 г (54,55%) кислого чугунолитейного шлака в смесителе. Время перемешивания компонентов до образования однородной смеси измеряли с помощью секундомера. Критерием однородности смеси являлось равномерное распределение связки по поверхности шлака, которое контролировалось визуально и с помощью микроскопа. Из приготовленной смеси формовали образцы методом пластического формования или полусухого прессования (10 МПа). У полученного материала определяли пределы прочности при сжатии и при изгибе по ГОСТ 310.4-81. Результаты испытаний представлены в табл.2.
Как следует из экспериментальных данных, представленных в таблице 2, использование ингредиентов в заявленных соотношениях (примеры 1-3) позволяет повысить прочность по сравнению с прототипом и уменьшить время перемешивания смеси для получения однородной массы. Кроме того, дополнительным преимуществом заявленного технического решения перед прототипом является повышенные плотность (на 12-20%), водостойкость (на 18-30%) и морозостойкость материала (на 15-25%) после отвердевания.
Формула изобретения
Шлакощелочное вяжущее, содержащее гранулированный шлак и натриевое жидкое стекло, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит двухзамещенный ортосиликат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Шлак гранулированный 54,55-94,45 Натриевое жидкое стекло 4,09-40,90 Двухзамещенный ортосиликат натрия Na2H2SiО4· 8H2О 0,46-4,55
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 01.07.2007
Извещение опубликовано: 20.02.2009 БИ: 05/2009
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
