Способ получения добавки к вяжущим

(51)5 С 04 В 7/5 МИТЕТТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИС ИЕИ; "1и,л. 1 ъгъ ЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ вания снижа 1(71) Научно-производственная организациявнедрения перспективных разработок "Инновация"(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОБАВКИ К ВЯЖУЩИМ(57) Использование, производство строительных материалов. Сущность; способ получения добавки к вяжущим включает обработку 60-90 мас.% алюмосодержащего комИзобретение относится к области производства строительных материалов, в частности, к производству гидратационных щелочноземельных вяжущих, преимущественно портландцементов.Известен способ получения добавки к вяжущим путем перемешивания алюмосодержащего компонента - каолина с серно- кислым железом в соотношении 2:1 с последующим нагревом до 250-300 С.Его недостатками являются; ограниченная активность добавки и в результате низкая прочность получаемого портландцемента, высокая себестоимость добавки.Недостаточная активность добавки обуславливает низкую способность схватыпонента, 10 - 40 мас.% щелочного отхода производства технической соды с последующей обработкой раствором серной кислоты при 70-100 С и выдержкой в течение 1 - 1,5 ч, причем щелочной отход производства технической соды содержит, мас.%: гидроксид натрия 12 - 18, гидроксид кальция 16 - 18., карбонат кальция 20-25, сульфат натрия 20 - 25, вода остальное, а в качестве алюмосодержащего компонента используют отход производства корунда, содержащий, мас.ч: углерод 1,5-3 мас.%, оксид алюминия - остальное или отход производства силумина, содержащий, мас.%: дву- окись кремния 21 - 28, оксид алюминия 52-60, оксид железа 0,5 - 0,6, двуокись тита, на 0,3-0,4, оксид кальция 0,4 - 0,6, углерод - остальное, Портландцементы с использованием данной добавки характеризуются .прочностью через 3 суток - 229-249 МПа, через 28 суток - 517-562 МПа. 3 з.п. ф-лы, 1 табл,и твердения портландцемента, чтоет его прочность.Кроме того, способ получения добавки включает нагрев смеси до 250-300 С. При такой температур повышается агрессивность и токсичность сернокислого железа, что затрудняет его транспортировку и создает ухудшение экологической обстановки.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является способ получения добавки к вяжущим путем обработки алюмосодержащего компонента - каолина раствором серной кислоты при70-100 С и выдержки при этой температурев течение 0,5-0,75 ч,Причем перед обработкой каолина раствором 30%-ной серной кислоты проводятнагрев до 600-750 С, 5К недостаткам этого способа относится;низкая активность добавки; большие топливно-энергетические затраты на нагрев до600 - 750 С, что удорожает производство до. бавки, повышает ее себестоимость, . 10Кроме того, качество вяжущих; особенно портландцементов, полученных с использованием известной добавки, являетсянеудовлетворительным. Они имеют низкуюскорость схватывания и твердения, недостаточную прочность в ранний сроки твердения.Цель изобретения - повышение активности добавки прй одновременном снижении ее себестоимости за счет уменьшения 20топливно-энергетических затрат на ее производство и применение более дешевыхкомпонентов,Поставленная цель достигается тем, чтов известном способе получения добавок к 25вяжущим, в частности, к портландцементам, путем обработки алгомосодержащегокомпонента раствором серной кислоты при70 - 100 С с последующей выдерккой приэтой температуре, 60 - 90 мас.% алюмосодержащего компонента предварительно обрабатывают 10-40 мас,% щелочного отходапроизводства технической соды.Выдержку при 70-100 С с растворомсерной кислоты осуществляют в течение 1 - 351,5 ч,Щелочной отход производства технической соды содержит, лас.%.Гидроксид натрия 12 - 18Гидроксид кальция 16 - 13 40Карбонат кальция 20 - 25Сульфат натрия 20-25Вода ОстальноеВ качестве элюмосодержащего компонента может быть использован отход производства силумина, содержащий, мас,%:Двуокись кремния 21 - 28Оксид алюминия 52-,60Оксид железа 0,5-0,6Двуокись титана 0,3 - 0,4 50Оксид кальция 0,4-0,6Углерод ОстальноеКроме того, в качестве алюмосодержа.- щего компонента может быть использованотход производства корундов, содержащий, 55мас,%:, Углерод 1,5 - 3Оксид алюминия ОстальноеДополнительная обработка алюмосодержащего компонента щелочным отходом производства технической соды приводит кпереводу соединений алюминия, содержащихся в алюмосодержащем компоненте, вгидратные Формы алюминия.Последующая сульфатизация полученного продукта обеспечивает получение повышенного содержания в добавкесернокислого алюминия и остатка непрореагировавшего алюмосиликатного компонента.Повышенное содеркание в добавкесернокислого алюминия обуславливает повышение активности добавки, что подтверждается экспериментально повышениемпрочностных свойств портландцемента, вкоторый она была введена.Предлагаемый способ получения добавки обеспечивает существенное снижение еесебестоимости, так как в нем используютсядешевое сырье - оходы промышленногопроизводства, Кроме того, в нем исключается высокотемпературный нагрев, что обеспечивает снижение себестоимости добавкиза счет снижения энергоемкости способа.П р и м е р, Алюмосодержащий компонент сначала обрабатывали щелочным отходом производства технической соды, азатем раствором серной кислоты. При дозировании отхода серной кислоты учитываливлажность исходных продуктов, а также требования техники безопасности. Процесс перемешивания осуществляли в лопастномсмесителе с регулируемым режимом термообработки при 70-100 С. Время перемешивания составляло 35 - 45 мин,В ходе испытаний по известным методикам определялся Фракционный состав отходов, усвоение рассевом на ситахостаточной серной кислоты при вызреванииготового продукта.В качестве элюмосодержащего компонента применяли: кэолин; отходы производства силумина, отходы производствакорунда,В таблице приведены сравнительныеданные исследований свойств портландцементов, в которые введены добавки, полученные предлагаемым способом сразными алюмосодержащими компонентами. Анализ полученных данных показывает,что оптимальным является предварительная обработка алюмосодержэщего компонента отходом производства техническойсоды в соотношении 60 мас,% - 40 мэсь,75 мэс % и.25,ис.% 90 мас,% - 10 мас.%соответственно, так как при этом достигается максимальная активность добавки, чтоподтверждается повышением прочностныхсвойств портландцементов, в которые онавводилась.Опыт Отход производства техническойсо ы Алюмосодерждщий компо- нент Каолин 1 2 , 35 6 8-75 12-15 12 - 50 15 - 75 16-15 16 - 00 50 60 75 90 95 100 50 40 25 10 5 200 209 215 217 194 181 403 501 544 567 411 390 Отхо и оизва ства сил мина 459 517 541 562 449 418 50 60 75 90 95100 5-00 3-50 2-75 2 - 65 2 - 65 2 - 50 217 229 237 249 209 197 50 40 25 10 5 7 8 9 10 11 12 Отхо и оизво ства ко н а 13 14 15 16 17 18 10-00 11-00 11-05 12-10 13 - 25 13 - 00 439 527 553 567 440 408 50 60 75 90 95 100 50 40 25 10 5 197219227241200 .182 Предварительная же обработка алюмосодержащего компонента отходом производства технической соды в,соотношении50 к 50, 95 и 5 мас,не обеспечивает необходимое повышение активности добавки, 5что подтверждает полученные низкие прочностные показатели портландцемента какна третьи, так и на 28 сутки твердения,Использование предлагаемого способаполучения добавки дает возможность обеспечить ряд преимуществ, таких как снижение себестоимости получаемого цемента засчет снижения энергетических затрат и снижения себестоимости добавки; расширениесырьевой базы за счет утилизации промышленных отходов; улучшение качества получаемого портландцемента за счетповышения активности используемой добавки; улучшение активности используемойдобавки; улучшение экологических условий 20производства добавки,Формула изобретения1. Способ получения добавки к вяжущим путем обработки алюмосодержащего 25 компонента раствором серной кислоты при 70 - 100 С с последующей выдержкой, о т - л ичающийсятем,что,сцельюповышения активности добавки при одновременном снижении ее себестоимости, 60 - 90 мас алюмосодержащего компонента обрабатывают 10-40 мас.щелочного отхода производства технической соды, а выдержку осуществляют в течение 1 - 1,5 ч.2, Способпо п,1,отличающийся тем, что щелочной отход производства технической соды содержит, мас."Гидроксид натрия 12-18 Гидроксид кальция 16 - 18 Карбонат кальция 20 - 25 Сульфат натрия . 20 - 25 Вада Остальное 3. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве алюмосодержащего компонента используют отход производства корунда, содержащий, мас.,:Углерод 1,5-3Оксид алюминия Остальное 4, Способ по и. 1, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что в качестве алюмосодержащего компонента используют отход производства силумина, содержащий, мас,;:Двуокись кремния 21 - 28 Оксид.кремния 52-60Оксид железа 0,5-0,6 Двуокись титана 0,3-0;4 Оксид кальция 0,4-0,6 Углерод Остальное Прочность портландцемента, МПа,че езс т