Способ приготовления вяжущего

(Г СПАТЕНТ СССР)ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЬЛМОТЕг АВТО У СВИДЕТЕЛЬСТВУ М 32 ое отделени тельского и льных матер Уральскогопроектноголов В,идр,ольных с,15.4-1 детельс В 7/28 и М 57 -82. ГОТОВЛБетоны и изделия материалов, М., 56.тво СССР , 1979.71841,ЕНИЯ ВЯЖУЩЕ ро- об и иэой зо 1 да ГО).УДАР Стб Е Н ЮЕ ПАТЕ НТ НОбЕ ОМСТВО СССР(21 4871938/33 (22 10,10.90 (46 30.08.93. Бюл, (71 Новокузнецк на чно-исследова ин титута строите (72 Н.И.федынин (56 Волженский А из шлаковых и з Стройиздат, 1969,Авторское сви М 63672, кл. С 04Заявка Япони кл. С 04 В 7/26,19 (54 СПОСОБ ПРИ(57 Используется в промышленности ит льных материалов, Сущность: с пр,готовления вяжущего, включающ мельчение и смешение каменноугольн лы, извести-кипелки, гипса и хл, Изобретение относится к промышленно ти строительных материалов, а именно к сос авам бесклинкерного известьсодержаще о вяжущего на основе каменноугольной эол и способам его приготовления.Цель изобретения - снижение водопотрености и повышениепрочности при уменьшении 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 цветь от общего количества кащелочного или щ ноземельного металла, предусматри сначала совместное иэмельчение в бегунах в течение 10-15 мин комовой извести в кипел, 1/4 - 1/2 часть от общего количества каменноугольной золы, хлорида щелочного или щелочно- земельного металла, затем, введение воды затворения до получения влажности 8 - 13 мас.0 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.0: известь-кипелка 20 - 30; хлорид щелочного или щелочно-земельного металла 0,6-1, гипс 3- 5, указанная ПАВ 0,05 - 0,15, каменноугольная зола остальное, Прочность при сжатии 32,7 МПа. 2 табл. менноугольной золы, хлорид щелочного или щелочно-земельного металла, вводят воду затворения до получения влажности 8-13 мас. 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.ф/, (на сухое вещество):Известь-кипелка 20-30 Гипс 3-5 Хлорид щелочного илищелочно-земельного металла 0.6-1Указанная 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 и вылеживания в реакторе (силосе) в течение б - 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 разного 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 обьяснить 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 стекловидных 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 изве 55 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 5 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 эолыснижается прочность вяжущего.Установлено, что введение воды в бегуны до получения влажности известковозольной смеси в пределах 8-13 мас. 15 является оптимальным, как с точки зренияполноты гашения извести, так и удобства транспортирования и доэирования смеси (сыпучее состояние).Важность процесса вылеживания изве стково-эольной (эолосиликатной) смеси, поаналогии с технологией силикатного кирпича, состоит в том, что во время него не только продолжается и завершается гашение частиц извести, но и происходит вэаи модействие гидроокиси кальция с золой собразованием первичных гидросиликатных и гидроалюминатных структур, оказывающих в дальнейшем положительное влияние на процесс твердения и формирование фа 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 превышаетЗч. Это подтверждает активную структурообраз ную роль золы в вяжущем и эффективностьудлиненного процесса вылеживания смеси для улучшения свойств вяжущего в предложенном.Многофункциональность действия ком плексной добавки в вяжущем проявляетсяеще и в том, что она способствует пластификации растворной и бетонной смесей. Исследования показали, что зто достигается не за счет воздухововлекающего действия до 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 вяжу 1837053требующий установки сложной и дорогостоящй 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 смситель вводят заполнитель и воду и осуществляют их дополнительное перемешивание с вяжущим. Можно осуществлять также перегрузку полученного вяжущего и в другие смесители (разного типа), в частност в газо- и пенобетоноуешалки для приготоцления ячеистого бетона,П р и м е р. Для получения вяжущего прфдлагаемым способом готовят шесть смесе компонентов, содержащих, мас,0: каменноугольную золу - Западно-Сибирской ТЭ с удельной поверхностью 2400 см /г -2 63, 5-76,35; комовую известь акт, 75,30 с предельной крупностью зерен 20 мм - 20 - 30; полуводный гипс с удельной поверхностью 3100 см /г - 3 - 5; хлорид щелочного21меТалла (хлорид натрия) или хлорид щелочно.земельного металла (хлористый кальций) - ф,6-1; поверхностно-активную добавку - дигексилсукционатосульфонат натрия (смачиватель СВ) и моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля (смачиватель ДБ), по ТУ 620-530-80, 0,05-0,15 (составы 1,1 а - 3,3 а). Одновременно готовят две смеси компоентов вяжущего с запредельным содержанием добавок (составы 4 и 5) и две смеси с запредельными значениями параметров способа приготовления (составы 6 и 7) Для подтверждения оптимальности. Для сравнения готовят также предложснное вяжуцее, но содержащее только один из ком.понентов комплексной добавки(составы 8 и 9). 1 роме того, готовят два известных состава вяжущего известным способом, путем совместного помола компонентов в шаровой мельнице (составы 10 и 11),,Для приготовления вяжущего предложенным способом комовую известь, 1/4- 1/ части взятой на замесы золы, хлорид и ПА 3 первоначально обрабатывают в лабораторных смесительно-размольных бегунах тигра ЛБв 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 смеситеь принудительного действия типа С 743 Б, вводят гипс, оставшееся количество зо 4 ы и осуществляют перемешивание в течение 2 - 3 мин. Для определения свойств полученноговяжущего при перемешивании компонентов в смесителе дополнительно вводят воду эатворения, осуществляя доувлажнение вя жущего до получения теста стандартнойнормальной густоты. Приготовленные вяжущие испытывают е 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, характериэу ется по сравнению с изготовленнымизвестными 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 щелочноземельного металла, о т л и ч а ю щ и й с я 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 ко личества каменноугольной золы, хлоридщелочного или щелочноземельного металла, вводят воду эатворения до получения влажности 8-13 мас.0 ь и поверхностно-активную добавку из группы дигексилсукцио 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 ка менноугольной эолы при следующемсоотношении компонентов, мас,=,ь, (на сухое вещество):Известь-кипелка 20-30 Хлорид щелочного или55 щелочноэемельного металла 0,6-1,0Указанная поверхностноактивная добавка 0.05-0,15 Каменноугольная зола Остальное-чплл нэмельчечне1 Тостаа и ссоби Параметры способа сос. еа Частьобрабаты"ваеисйзогью лобае ни известь гипс Влаьвость известковой"зольВремеылсрккинзв;сткоеоВремеобработки сносиизвестии волю,ими М Ф0,05 нон смеси, зольной иас,В снесиреакторе, ч сульзтнлосылзФ 2 О 20 25 25 30 30 0,6 0,6 ол О,Е рейлке нные 1ббегу То ае 1 ОО12 0,25 1/а 1/3 1/3 1/2 /2 2 а.2 б,4 1/4 81/2 131/5 62/3 151/2 131/2 13 1581 У 20 30 322 Длл сраененил в 9 15 15 0,15 Известны Юаровае" мельница 0 5 Изаеотныа 64 0,2 овнестный помол коипои Таблица 2 Удельная поверхностьвяжущего,см /г очность сжатие, МПв Расчетная себестоимость изготовления 1 т,б Водовяжущее отно- шение Средняя плот- П ра остдва всплыв уса, мм 9,2 9,2 10,4 10,4 11,3 11,3,4 П р и м е ч а н и е, оказатели водопотребности и прочности вяжущего при введении хлористого натрия и хлористого кальция идентичны (разброс +51) Ф.Соринргентал Составите Техред М орректор М.Керецма едактор Е.Савин Заказ 2854 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина,76,35 7635 71,10 71,10 63,85 63,05 76 ь 57 63,52 76 35 63,85 64,064,85 640 2 Щ 265 О 2340 2865 2935 2940 2520 2660 2530 2970 2480 2490 3340 3410 0,36 0,34 О,ЗБ 0,33.0,340,33 . 0,390,33 0,38 0,33 0,41 0,38 123 124 125 123 124 123 124 125 124 123 124 123 123 123 1376 136 14 ОО 1410 1415 1430 1340 1405 1345 1390 1395 1380 1425 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 1 8,7 20,4