Вяжущее

/15 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР). Т ПИ АВТОРСКО 2 3 Ф 47нженерно-струйбы шевай, А.А,Исхако ный .Чиите детельство СССР В 7/14, 1974, М 56-85924, кл. 04 В 59-18331, кл. к промышлениалов и может отовлении вяжуове.ючающее шлако, известь 2,5- й компонент ель твердения бретение относитстроительных матепользовано при иэгатериалов на их оснестно вяжущее. вклдцемент 79,4-89крем неземисты) 8-8,7, ускори0,5-1,2 ф. Из ости ыть ис щихим Иэ(СаО,) что лиИзвестно вяжущее, включающее шлак 30-45 ь, известь 10-30 оь, пыль-унос ферросплавного производства 10-50и гипс 1-4.Наиболее близким по технической сущности, своему составу и достигаемому результату является вяжущее, включающее доменный шлак мокрой грануляции, портландцемент, известь и сульфат щелочного металла. Весовое отношение шлака к порти ьно о но(56) Авторское свиМ 477956, кл, С 04Заявка Японии23/04; 1982.Заявка Япойии7/153, 1984. ИЕ ИЗОБРС ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(57) Сущность изобретения: вяжущее содержит, мас,: доменный гранулированный шлак 15-30, по ртландцемент 15-30, известь 21-35, сульфат щелочного металла 0,2-0,5, отход производства адипиновой кислоты со стадии окисления циклогексанола или циклогексанона 0,05-0,1 и пйль-унос ферросплав- ного производства 18,75-34,4, Вяжущее готовят смешением совместно или раздель- но молотых компонентов с введением добавок - сульфата щелочного металла и отхода производства адипиновой кислоты с водой затворения, Характеристики вяжущего: после термообработки прочность при сжатии 70-74,4 МПа, при изгибе 8,5-9,2 МПа, скорость коррозии через 25 циклов 0,001-0,04 г/м, 50 циклов 0,002-0,08 г/м 2. 4 табл. ландцементу и извести находится в пре лах 0,5-100.Недостатком известного вяжущего ляется недостаточная корроэионная ст кость стальной арматуры.Целью изобретения является повы ние коррозионной стойкости стальной мату ры.. Поставленная цель достигается тем, вяжущее. включающее доменный грану рованный шлак, портландцемент, извес сульфат щелочного металла, дополнител содержит отход производс гва адипино кислоты со стадии окисления циклогекса ла или циклогексанона и пыль-унос Фар сплавного производства;=.при следую соотношении компонентов. мас, ,:Доменный гранулированный15-30 15-30 21-35 10 шлакПортландцементИзвестьСульфат щелочногометалла 0,2-0,5 5Указанный отходпроизводстваадапиновойкислоты0,05-0,1Пыль-унос ферросплавногопроизводства18,75-34,4.Используют следующие материалы,Известь негашеная соответствующаятребованиям ГОСТ 9179-77 "Известь стро-. 15ительная". Технические условия, По содержанию СаО и СоО активность извести неменее 70%.Портландцемент в соответствии с ГОСТ310.1 - 3 - 76, Марка цемента не ниже М 400. 20Гидравлическая активность доменногогранулированного шлака должна быть определена по ГОСТ 3476-74, химический состав должен быть определен по ГОСТ5382-73.25Химический состав доменного гранулированного шлака должен находиться в пределах:Я 02 37,50-37,88%Са 0 39,5-45,22% 30МдО, . 6,66-8,17%А 20 з, . 7,8 - 14,16%Ре 20 з 0,52-0,98%йа 20+ К 20 0,21- 0,85%РеО 0,8-3,24% . 35Отход производства адипиновой кислоты, состоит иэ 1) адипиновой кислоты,2) глутаровой кислоты, 3) янтарной кислоты. Отношение между этими кислотами должно быть А:Г:Я - 2 - 2,5:3-3,5:1 - 1,5, 40Содержание нитрата меди 2-х валентной -2-3% и медованатоаммония - 1,5-2,0%;Многотоннажный отход металлургической промышленности пыль-унос ферросплавного производства - 45микрокремнезем, представляет собой ультрадисперсный пылевидный материал, улавливаемый рукавными фильтрами системыгазоочистки печей, в которых выплавляетсяферросилиций, Химический состав микрокремнезема представлен в табл. 1,Отход производства двухосновной органической адипиновой кислоты /НООС/СН 2/4-СООН/ образуется на стадииокисления циклогексанола или циклогексанона азотной кислотой или кислородом воздуха в присутствии солей мартанца,условное обозначение - ОД. снНгС лсноН 100 СНгс СН 0 ННОЪ НООС 1 СНг)-СООН+7 НгО+0 НОснгНгС СО 100 фсНгс ЗСН АННО - фНООС-(СНг)Ь СООН+НгО+ЭОсн,Используют компоненты в оптимально подобранном .их соотношении, позволяющей получать бетонные иэделия повышенной прочности повышенной коррозионной стойкости стальной арматуры (необходи-" мую щелочность поровой жидкости).Внедрение в систему кремнеземистого компонента, которым является микрокремнезем, менее 18,75% и извести менее 21% уменьшает количество новообразований в начальные сроки твердения и не обеспечивает получения плотной структуры бетона, Увеличение этих компонентов до 34,4% и 35% соответственно уменьшает количество портландцемента и шлака в системе, что сопровождаетСя недостаточным набором прочности в отдаленные сроки твердения, Введение в состав вяжущего сульфата щелочного металла (например йа 2304) и отхода производства адипиновой кислоты повышает реакционную способность среды затворения, т.е. повышает рН среды, которая обеспечивает гидратацию силикатной и алюминатной составляющих шлаков, а также обеспечивает длительную пассивацию стали.Экспериментально установлено, что содержание сульфата щелочного металла менее 0,2%, отхода производства адипиновой кислотымене 0,05% не приводит к значительному росту прочности, а также не обеспечивает необходимой щелочности поровой жидкости. Введение сульфата щелочного металла более 0,5% и отхода более 0,1% становится излишним, т.к. уже при-этих количествах вводимых веществ действует коррозия арматуры, причем увеличивается пористость и уменьшается средняя плотность бетона, что может приводить к появлению коррозии арматуры в бетоне при эксплуатации изделий из него в агрессивных средах, также значительно уменьшается прочность бетона,Процесс твердения вяжущего обусловливается гидратацией клинкерных минералов с образованием гидросиликатов, гидроалюминатов, гидроферритов кальция, комплексных солей и гидрооксида кальция.1782953 который воздействует на стекловидную фа- Удельная поверхность вяжущего должна зу шлакового компонента, нарушает струк- быть в пределах 4000-5000 см /г. Тонкость2туру и приводит,к оОразованию алюминатов помола цемента по остатку на сите йт 008 не и силикатов кальция, выделяющихся в даль- превышает 5 - 7 О. Вяжущее соответствует нейшем из раствора. требованиям стандарта в,отношении равноЧастицы кремнезема, входящего в со мерности изменения обьема (ГОСТ 310,3- став отхода ферросплавного производства, 76), Физико-механические характеристики взаимодействует с гидроксидом кальция вяжущего определяют по ГОСТ 317.1-3-76. Са(ОН)2 с образованием гидросиликатов. Нормальная густота цементного теста в преДальнейшее течение этой реакции обеспе- делах 50 мин. - начало схватывания. 2 ч 08 чивается за счет появления новых групп - 10 мин - конец. Вяжущее позволяет получить 31-О-Н вследствие гидролиза, которому цементы с активностью, определяемой по способствует повышенная концентрация ГОСТ 310,4-81, соответствующей маркам гидроксильных ионов в результате раство и 700, Для уменьшеййя потери активно-рения гидроксида кальция в воде. сти цемента его следует хранить в трехслой 30 аметром 5 мм так, чтобы толщина защитного слоя со всех сторон составила не менее 2 см. донепроницаемым. соответственно повышающие защи;ные способности бетона, снижая скорость коррозии стальной арматуры, образуя достаточно устойчивые пассивные пленки по всей поверхности арДля сравнения ингибирующего действия добавок и изменения прочностных характеристик были готовы образцы из составов по прототипу, Составы вяжущего для бетонных При взаимодействии оксида кальция с водой происходит выделение большого количества теплоты в течение 2-4 ч (277 ккал/кг СаО). Это происходит к значительсмесей и физико-механические характеристики образцов представлены в табл. 2 и 3.Изготовленные образцы балочки после формования рекомендуется выдерживать в 40 течение 1 - 2 ч а нормальных условиях. Тепному термическому воздействию на комполовлажностную обработку возможно проводить в пропарочной камере по режиму: 2 - 3 зицию и интенсивный рост ее прочности в начальный период твердения. Для сравнения отметим, что при взаимодействии портландцемента с водой выделяется в течение ч - нагрев до 85 С. 6 - 8 ч - выдержка при 85 ОС и 3-4 ч охлаждение, Процесс тепло 45 влажностной обработки можно проводить и 28 сут лишь 100 - 12:,г ккал/кг Особое влияние на нормальное твердение системы оказывает соотношение по массе между оксидом кальция и активной минеральной добавкой, При недостатке пов сушильной камере при температуре выдержки свыше 100"С,Готовят образцы-балочки размером 4 х 4 х 16 см, состава 1:3 (вяжущее: песок), В 50 следней в смеси пс отношению к оксиду качестве вяжущего используют составы кальция возникэе; явление "распушивание" гидроксида и нарушение целостности представленные в табл. 2, Образны готовят по технологии, описанной выше; После формования образцы выдерживают в нормальных условиях в течение 1 часа, Далее формы системы с образованием трещин. П р и м е р осуществления изобретения Для получения вяжущего шлак и известь 55 помещали в пропарочную камеру и образцы дробятся до крупности не бог ее 10 мм, затем возможен совместный поь.ол компоненс заформованным арматурным стержнями подвергают тепловлажностной обработке тов вяжущего или же смешение по режиму: 2+ 6+ 3/2 ч - нагрев до 85 С, б предварительно молотых материалов.ч - выдержка при 85 С, 3 ч - охлаждение. Щелочной компонент вяжущего интен сифицирует разрушение в гидролитическое растворение шлака, обеспечивает образование щелочных гидроалюмосиликатов и создание среды, способствующей образованию и высокой устойчивости низкооснов ных кальциевых гицросиликэтов.В вяжущем добавки не содержат агрессивных хлор-ионов, Составляющие отхода производства адипиновой кислоты и отхода ферросплавного производства реагирует с 25 компонентами вяжущего. При этом получаются новообразования в виде мельчайших высокодисперсных частиц, делая бетон более плотным с замкнутой пористостью и во-. матуры. 35 н ых меш ках в закрытых емкостях. Исследования проводят на образцэх-балочках из цементного раствора состава 1:3 (вяжущее:песок) с консистен цией характеризуемой по расплыву конуса е 110 мм и водовяжущем отношении равном 0,49. С целью достижения лучшей однородности возможно применение смесителей интенсивного действия. Добавка-отход производства адипиновой кислоты и сульфат щелочного металла вводят с водой затворения. Во время формования в середину образцов-балочек размером 4 х 4 х 16 см вкладывают стальные образцы холоднотянутой арматурной проволоки класса В - 1 ди1782953 0,2-0,5 18,75-34,4 Таблица 1 Табл Кэк видно из данных приведенных в табл. 3 образцы, изготовленные наоснове описываемого вяжущего, превосходят прочность образцов, изготовленных на основе прототипа до 15, Такое же превосходство проч, ности достигается и при хранении образцов . в нормальных условиях по ГОСТ 310,4-81;Важно, что арматура в образцах, изготовленных нэ описываемых составах; практи.чески не подвергается коррозии(составы М 3, табл, 3) по сравнению с арматурой в образцах, изготовленных по прототипу. В составе М 2 скорость коррозий арматуры через 50 цйклов попеременного увлажнения и высушивания составляет 0,041 г/м; а скорость коррозии арматуры в образцах, изготовленных по прототипу составляет -2,46 у 2Результаты влияния двуМ указанных отходов представлены в табл,4.Результаты исследованйй показывают,что введение добавок в отдельности снижает скорость коррозии. Только совместное введениедобавок позволяет значительно сократить коррозию арматуры и увеличить значение прочности образцов.Зкономический эффект от испЬльзовэ-ния изобретения заютючэется в 1 ом; что оно позволяет увеличить долговечность строительных изделий и конструкций и срок их эксплуатации в 2 раза в агрессивных условиях среды, получать изделия с заданнымисвойствами и более высокими прочностными характеристиками. 5 Формула изобретенияВяжущее; ворочающее доменный гранулировэнный шлак. портландцемент, из. весть и сульфат щелочного металла. о т л и. ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения 10 коррозионной стойкости стальной арматуры оно содержит дополнительно отход производства эдипиновой кислоты со стадииокисления циклогексэнола или циклогексанона и пыль-унос ферросплэвного произ водства при следующем соотношениикомПонентов, мас. :Доменный гранулировэнный шлак15-30Портландцемент 15-30 20 Известь .21-35Сульфат щелочногометаллаУказанный отходпроизводства25. эдипиновойкислоты . 0,05-0,1Пыль-унос ферросплавного про- изводства10 Продолжение табл, 2 г физико-механические характеристики образцовКонтрольные примеры 1782953 Таблица 3 бл12 1782953 Продолжение табл. 4 Составитель Т.МельниковаРедактор М.Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 4488 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ,С 113035. Москва, Ж. Раушская наб., 4/5