Результат интеллектуальной деятельности: Вяжущее, включающее доменный шлак и цемент

Высокоэффективные вяжущие вещества нового поколения сегодня получают с использованием многокомпонентных составов, обеспечивающие получение высококачественных бетонов разного функционального назначения с улучшенными строительно-эксплуатационными свойствами. В основу создания таких вяжущих положен принцип целенаправленного управления технологией на всех ее этапах: использование активных компонентов, разработка оптимальных составов, применение химических модификаторов и некоторые другие приемы.

Изобретение относится к составу вяжущего и может найти применение в промышленности строительных композитов для изготовления бетонов.

Технический результат - увеличение прочности на сжатие в возрасте 28 суток, снижение себестоимости вяжущего, понижение теплопроводности Вяжущее, включающее портландцемент, доменный шлак, при следующем соотношении компонентов, мас. %: гранулированный доменный шлак - 30; отсев щебня шлакового доменного - 20; портландцемент - 50.

Известно вяжущее, описанное в авторском свидетельстве №2473477 РФ 05.07.2011, содержащее мас.%: клинкер - 75; гипс - 5; доменный гранулированный шлак - 20, индекс вяжущего «ПЦ-Д20» (ГОСТ 10178-85, ГОСТ 30515-97). Это вяжущее по отношению к портландцементу без добавок (индекс «ПЦ-Д0») является, более стойким к коррозии и более дешевым, так как клинкер на 20% заменяется отходом доменного производства (шлак).

К недостаткам данного вяжущего является меньшая активность и морозостойкость.

Наиболее близкое по составу и техническому решению вяжущее, описанное в авторском свидетельстве №2476392 РФ 15.11.2010, в котором указаны его составляющие компоненты при следующем соотношении, мас.%:

К недостаткам данного вяжущего является энергоемкая (сложная) технология приготовления вяжущего, т.к. тонкому измельчению подлежат три компонента (доменный шлак, конвертерный шлак, фосфогипс). Данное изобретение было принято за прототип.

Задача изобретения - увеличить прочность на сжатие в возрасте 28 суток, снизить себестоимость вяжущего, понизить теплопроводность.

Для реализации задачи изобретением в составе вяжущего, включающего: гранулированный шлак в количестве 60% от общего объема всей добавки смешивали со шлаковым песком в количестве 40% и измельчали в лабораторной мельнице в течение 90 минут до общей удельной поверхности 3000 см²/г. Полученную полифракционную шлаковую добавку (ПШД) вводили в цемент в количестве 10%, 30%, 50%, 70% и 90% от массы вяжущего. В качестве модифицируемого вяжущего применялся портландцемент с удельной поверхностью 4200 см²/г.

Оптимальное содержание ПШД находили путем определения прочности на сжатие образцов-кубов размером 5×5×5 см и теплопроводности образцов - плиток размером 10×10×2 см цементно-шлакового камня в зависимости от доли вводимой добавки. Образцы изготавливали из теста нормальной густоты согласно ГОСТ 30744-2001 и испытывали в возрасте 28 суток твердения в нормальных условиях.

Результаты испытаний полифракционного шлакового вяжущего представлены в таблице 1 и на фигурах 1-3.

На фигуре 1 видно, что с вводом ПШД происходит снижение прочности цементно-шлакового камня. Максимальная прочность достигается при доле ПШД, равной 10% и 50%.

Эффективность минеральной добавки также оценивали с помощью критерия Э_ф. Результаты оценки ПШД представлены в таблице 2.

Установлено, что при доле добавки, равной 90%, ПШД считается неэффективной и является непригодной для дальнейших испытаний. Наиболее эффективными считаются добавки с долей 10% и 50%.

Из фигуры 3 видно, что ввод полифракционной шлаковой добавки положительно влияет на теплопроводность цементно-шлакового камня, что связано с уменьшением его плотности. Теплопроводность камня уменьшилась на 13,4-38,9%.

Обобщив результаты испытаний, можно заключить, что наиболее оптимальное содержание ПШД в вяжущем составляет 10% и 50%.