RU2664083C1 - Способ получения кислотоупорного вяжущего - Google Patents
Способ получения кислотоупорного вяжущего Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664083C1 RU2664083C1 RU2017129201A RU2017129201A RU2664083C1 RU 2664083 C1 RU2664083 C1 RU 2664083C1 RU 2017129201 A RU2017129201 A RU 2017129201A RU 2017129201 A RU2017129201 A RU 2017129201A RU 2664083 C1 RU2664083 C1 RU 2664083C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metakaolin
- acid
- binder
- specific surface
- volcanic tuff
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 51
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 24
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 9
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 3
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004567 concrete Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 abstract 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- -1 kaolinite anhydride Chemical class 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004063 acid-resistant material Substances 0.000 description 3
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 239000006101 laboratory sample Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003849 O-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003872 O—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical compound [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- ORVGYTXFUWTWDM-UHFFFAOYSA-N silicic acid;sodium Chemical compound [Na].O[Si](O)(O)O ORVGYTXFUWTWDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- GBPOWOIWSYUZMH-UHFFFAOYSA-N sodium;trihydroxy(methyl)silane Chemical compound [Na+].C[Si](O)(O)O GBPOWOIWSYUZMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002982 water resistant material Substances 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/12—Natural pozzuolanas; Natural pozzuolana cements; Artificial pozzuolanas or artificial pozzuolana cements other than those obtained from waste or combustion residues, e.g. burned clay; Treating inorganic materials to improve their pozzuolanic characteristics
- C04B7/13—Mixtures thereof with inorganic cementitious materials, e.g. Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B12/00—Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
- C04B12/005—Geopolymer cements, e.g. reaction products of aluminosilicates with alkali metal hydroxides or silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B12/00—Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
- C04B12/04—Alkali metal or ammonium silicate cements ; Alkyl silicate cements; Silica sol cements; Soluble silicate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/14—Minerals of vulcanic origin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/006—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении кислотоупорных бетонов и растворов на основе безобжигового вяжущего. Техническим результатом является повышение эффективности получения кислотоупорного вяжущего с улучшенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами. Технический результат достигается за счет предлагаемого способа, заключающегося в том, что сначала каолинитовую глину активируют до удельной поверхности 640 м/кг и подвергают обжигу при температуре 600-650°С, далее полученный метакаолин смешивают с вулканическим туфом удельной поверхности 520 м/кг с последующим добавлением кремнефтористого натрия NaSiF, гидроксида натрия NaOH, жидкого стекла NaSiOи гидрофобизирующей жидкости ГКЖ-11 при следующем соотношении компонентов, мас.%: метакаолин 25,6-61,2, вулканический туф 21,4-51,2, жидкое стекло NaSiO11,0-13,0, гидроксид натрия NaOH 0,6-1,0, кремнефтористый натрий NaSiF5-8, ГКЖ-11 0,8-1,2. 1 табл.
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении кислотоупорных бетонов и растворов на основе безобжигового вяжущего.
Известен способ получения вяжущего (RU 2273610 от 15.11.2004 г., опубл. 10.04.2006 г.), полученного совместным помолом шлака с добавкой цеолитсодержащей породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ в соотношении 1:(0,05-0,1) с последующим затворением раствором жидкого стекла.
Недостатком данного способа получения вяжущего являются неравномерное распределение зерен кремнезема на частицах шлака, и в процессе приготовления шлакощелочного раствора наблюдается коагуляция щелочных компонентов, что приводит к снижению физико-механических свойств и сокращению сроков схватывания шлакощелочного теста.
Известно шлакощелочное вяжущее (RU 2370465 от 21.05.2008 г., опубл. 20.10.2009 г.), полученное совместным измельчением гранулированного шлака доменного или электротермофосфорного и вулканического пепла до фракции 0-80 мкм и удельной поверхности 2800-5000 см2/г с дальнейшим затворением щелочным активатором состава, мас. %: 20-25 водный раствор гидроксида натрия NaOH или кальцинированной соды 20-75, жидкое стекло плотностью 1,15-1,26 г/см3 25-75, при последующем соотношении компонентов, мас. %: указанный шлак 81,80-94,20, щелочной активатор 3,85-7,27, вулканический пепел 1,92-9,09.
Недостатком данного вяжущего является то, что при полученных высоких показателях физико-механических характеристик, не исследована коррозионная стойкость шлакощелочного материала.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения алюмосиликатного кислотостойкого вяжущего (RU 2554981 от 06.08.2014 г, опубликовано 10.07.2015 г.), включающий мокрый помол гранитного отсева до удельной поверхности 1500-7300 м2/кг с получением суспензии влажностью 14-22% и содержанием частиц менее 5 мкм 30-50%, перемешивание ее с кремнефтористым натрием в течение 5 мин с последующим перемешиванием с жидким стеклом с силикатным модулем 2,6-3,0 в течение 3 мин при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанное жидкое стекло 25-30, указанная суспензия 62-71, указанный кремнефтористый натрий 4-8.
Недостатком является незначительно высокие показатели прочности при достаточно сложном и энергоемком способе, заключающемся в приготовлении мокрой алюмосиликатной суспензии с соблюдением определенной влажности, что снижает эффективность прототипа.
Техническим результатом является повышение эффективности получения кислотоупорного вяжущего с улучшенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами.
Технический результат достигается за счет предлагаемого способа, заключающегося в том, сначала каолинитовую глину активируют до удельной поверхности 640 м2/кг и подвергают обжигу при температуре 600-650°С; полученный метакаолин смешивают с вулканическим туфом, высушенного перед измельчением (до удельной поверхности 520 м2/кг) при температуре 105°С в течение 2-х часов, далее в полученную смесь вводят кремнефтористый натрий Na2SiF6 и перемешивают до выпадения геля кремневой кислоты, а затем в полученную смесь вводят щелочной активатор, содержащее жидкое стекло Na2SiO3 с модулем крупности 2,8 и плотностью 1,24 г/см3, гидроксид натрия NaOH, гидрофобизирующую жидкость ГКЖ-11, и осуществляют перемешивание в течение 2-3 минут при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Метакаолин | 25,6-61,2; |
| Вулканический туф | 21,4-51,2; |
| Жидкое стекло Na2SiO3 | 11,0-13,0; |
| Гидроксид натрия NaOH | 0,6-1,0; |
| Кремнефтористый натрий Na2SiF6 | 5-8; |
| ГКЖ-11 | 0,8-1,2. |
Для приготовления кислотоупорного вяжущего щелочной активации на основе метакаолина применяют минеральные материалы (жидкое натриевое стекло, гидроксид натрия, кремнефтористый натрий) удовлетворяющие ГОСТ 25192-82. Для повышения водостойкости предлагаемого вяжущего используют кремнийорганическую гидрофобизирующую жидкость ГКЖ-11 (ТУ 2229-276-05763441-99). Для приготовления кислотоупорного тонкодисперсного наполнителя используют высокоалюминатную каолинитовую глину (Дуба-Юртовский карьер, ЧР) и вулканический туф (Каменский карьер, КБР)
Способ приготовления кислотоупорного вяжущего щелочной активации на основе метакаолина включает следующие операции:
Привезенные с карьеров высокоалюминатная каолинитовая глина (минерал каолинит Al2O3-2SiO2-2H2O более 80%, монтмориллонит до 17%, остальное примеси) и вулканический туф после предварительной сушки в сушильном шкафу при температуре 105°С в течение 2 часов измельчают раздельно в лабораторной роликовой мельнице, вулканический туф предварительно дробят в щековой дробилке. Глина в естественном виде является уже дисперсным материалом и содержит не менее 50% частиц размером меньше 0,01 мм, в том числе не менее 25-30% частиц меньше 0,001 мм, а подвергнув ее до обжига механоактивации в роликовой мельнице в течение 10 минут мы дополнительно повышаем ее дисперсность (Sуд составляет 640 м2/кг). Вулканический туф тоже является по природе активной минеральной добавкой (до 46% аморфизованного стекла), а после того как его подвергают измельчению реакционная активность его значительно повышается. Вулканический туф измельчают в роликовой мельнице в течение 15 минут (Sуд составляет 520 м2/кг). На следующем этапе высокоалюминатную каолинитовую глину обжигают в муфельной печи при температуре 600-650°С, в результате получают высокоактивный метакаолин, что доказано соответствующими исследованиями.
Активность полученных порошков доказана по методике определения обменной емкости по отношению к ионам кальция с целью выявления бренстедовских активных центров кристаллизации на поверхности минерального порошка. В результате проведенных исследований установлена высокая поверхностная концентрация ионообменных центров: предложенный метакаолин 48 мг⋅экв/г, вулканический туф 37 мг⋅экв/г.
Полученные порошкообразные тонкодисперсные реакционно активные компоненты, в соответствующем количестве, смешивают с ускорителем гидролиза и выпадения геля кремниевой кислоты - кремнефтористым натрием Na2SiF6 (ТУ 113-08-587-86) в течение 5 минут. Далее в подготовленные композиции добавляют щелочной активатор следующего состава: жидкое стекло натриевое с силикатным модулем 2,8 плотностью 1,24 г/см3, гидроксид натрия, гидрофобизирующая добавка и перемешивают в течение 2-3 минут.
Формирование структуры и прочности кислотоупорных вяжущих осуществляется в результате протекания сложных физико-химических процессов. В композициях на жидком стекле твердение происходит только при выделении в осадок геля кремниевой кислоты, который и обладает вяжущими свойствами: Na2⋅SiO3+СО2+2Н20=Si(OH)4+Na2CO3.
Ускорению данного процесса способствует кремнефтористый натрий: Na2SiF6+2Na2SiO3+6H2O=6NaF+3Si(OH)4.
В предлагаемом кислотоупорном материале, в комплексе с щелочным активатором, роль вяжущего играет метакаолин и вулканический туф. Объяснению этому служит то, что при температуре 600-650°С основной компонент глин каолинит (Al2O3⋅2SiO2⋅2H2O) - обезвоживается и переходит в активный каолинитовый ангидрид - метакаолин (Al2O3⋅2Si02), аморфизованный в результате удаления гидратной воды. Далее синтезированный активный силикат алюминия и аморфный кремнезем вступают в химическое взаимодействие с NaOH и Na2SiO3, в результате чего в щелочной среде возникают соединения алюмосиликатных компонентов с появлением алюминатных и полимерных силикатных анионов, из которых в дальнейшем формируются связи Si-O-Al-O-Si и образуется трехмерный полимерный каркас (алюмосиликатный гидрогель). Щелочные катионы натрия входят в состав каркаса и компенсируют отрицательный заряд, создаваемый при выстраивании тетраэдров AlO4 между кремнекислородными тетраэдрами, а алюминий создает дефицит положительного заряда, который компенсируется вхождением в структуру каркаса щелочных катионов. Таким образом, катионы натрия, находятся защемленными в прочной связи алюмосиликатного каркаса, способствуя синтезу водостойкого и кислотоупорного материала.
Далее из кислотоупорного вяжущего изготавливают лабораторные образцы размером 40×40×160 мм. Приготовленное вяжущее укладывают в открытые трехгнездные формы. Образцы твердеют в нормальных условиях при температуре 20±2°С в течение 28 суток.
Полученные таким образом лабораторные образцы подвергают испытанию на кислотоупорность и водостойкость. Прочностные характеристики (предела прочности при сжатии и растяжение при изгибе) определены на гидравлическом прессе МП-100 «Шелкунчик». Результаты испытаний, в сравнении с аналогом, представлены в таблице 1. Результаты испытаний лабораторных образцов показали высокую водостойкость вяжущего (Кр=0,99) с использованием гидрофобизирущей жидкости ГКЖ-11, у образцов без метилсиликоната натрия Кр=0,97; показатели кислотостойкости довольно высокие и превышают значения прототипа.
Область применения предложенного кислотоупорного вяжущего щелочной активации на основе метакаолина - это производство кислотоупорных бетонов и растворов, но предполагаемый результат будет достигнут при строгом соблюдении рецептуры.
В представленной рецептуре кислотоупорного вяжущего и способе его получения, за счет присутствия в его составе реакционно активных компонентов, оптимизированы процессы формирования структуры и прочности в проектируемом материале и, соответственно, тем самым повышены физико-механические и эксплуатационные характеристики.
Таким образом, использование указанного кислотоупорного вяжущего щелочной активации на основе высокоактивных минеральных компонентов позволяет повысить эффективность получения кислотоупорных материалов.
Claims (2)
- Способ получения кислотоупорного вяжущего, включающий раздельный помол каолинитовой глины и вулканического туфа с последующим, совместным перемешиванием в присутствии ускорителя твердения, щелочных активаторов и гидрофобизирующей добавки, отличающийся тем, что сначала каолинитовую глину активируют до удельной поверхности 640 м2/кг и подвергают обжигу при температуре 600-650°С; полученный метакаолин смешивают с вулканическим туфом, высушенным перед измельчением до удельной поверхности 520 м2/кг при температуре 105°С в течение 2-х часов, далее в полученную смесь вводят кремнефтористый натрий Na2SiF6 и перемешивают до выпадения геля кремневой кислоты, а затем в полученную смесь вводят щелочной активатор, содержащий жидкое стекло Na2SiO3 с модулем крупности 2,8 и плотностью 1,24 г/см3, гидроксид натрия NaOH, гидрофобизирующую жидкость ГКЖ-11, и осуществляют перемешивание в течение 2-3 минут при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
Метакаолин 25,6-61,2; Вулканический туф 21,4-51,2; Жидкое стекло Na2SiO3 11,0-13,0; Гидроксид натрия NaOH 0,6-1,0; Кремнефтористый натрий Na2SiF6 5-8; ГКЖ-11 0,8-1,2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129201A RU2664083C1 (ru) | 2017-08-15 | 2017-08-15 | Способ получения кислотоупорного вяжущего |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129201A RU2664083C1 (ru) | 2017-08-15 | 2017-08-15 | Способ получения кислотоупорного вяжущего |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2664083C1 true RU2664083C1 (ru) | 2018-08-15 |
Family
ID=63177286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017129201A RU2664083C1 (ru) | 2017-08-15 | 2017-08-15 | Способ получения кислотоупорного вяжущего |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2664083C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2732904C1 (ru) * | 2020-03-05 | 2020-09-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. Миллионщикова" | Способ получения бесклинкерного вяжущего щелочной активации |
| RU2749005C1 (ru) * | 2020-06-11 | 2021-06-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. Миллионщикова" | Способ получения минерально-щелочного вяжущего на основе техногенного сырья |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2504296B1 (en) * | 2009-11-26 | 2014-07-02 | Construction Research & Technology GmbH | Inorganic binder system for the production of chemically resistant construction chemistry products |
| RU2554981C1 (ru) * | 2014-08-06 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Алюмосиликатное кислотостойкое вяжущее и способ его получения |
| US9242898B2 (en) * | 2012-10-31 | 2016-01-26 | Construction Research & Technology Gmbh | Alkali-activated aluminosilicate binder with superior freeze-thaw stability |
| RU2622283C2 (ru) * | 2012-04-27 | 2017-06-13 | Юнайтед Стейтс Джипсум Компани | Геополимерная композиция с устойчивыми размерами и способ |
-
2017
- 2017-08-15 RU RU2017129201A patent/RU2664083C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2504296B1 (en) * | 2009-11-26 | 2014-07-02 | Construction Research & Technology GmbH | Inorganic binder system for the production of chemically resistant construction chemistry products |
| RU2622283C2 (ru) * | 2012-04-27 | 2017-06-13 | Юнайтед Стейтс Джипсум Компани | Геополимерная композиция с устойчивыми размерами и способ |
| US9242898B2 (en) * | 2012-10-31 | 2016-01-26 | Construction Research & Technology Gmbh | Alkali-activated aluminosilicate binder with superior freeze-thaw stability |
| RU2015120460A (ru) * | 2012-10-31 | 2016-12-20 | Констракшн Рисёрч Энд Текнолоджи Гмбх | Активированное щелочью алюмосиликатное вяжущее с высокой устойчивостью при замерзании и оттаивании |
| RU2554981C1 (ru) * | 2014-08-06 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Алюмосиликатное кислотостойкое вяжущее и способ его получения |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2732904C1 (ru) * | 2020-03-05 | 2020-09-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. Миллионщикова" | Способ получения бесклинкерного вяжущего щелочной активации |
| RU2749005C1 (ru) * | 2020-06-11 | 2021-06-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. Миллионщикова" | Способ получения минерально-щелочного вяжущего на основе техногенного сырья |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR890001402B1 (ko) | 수경성 시멘트 조성물 | |
| RU2506241C2 (ru) | Стойкий магнезиальный оксихлоридный цемент и способ его получения | |
| JP2019513677A (ja) | ジオポリマーフォーム配合物 | |
| CA2699903C (en) | Cementitious formulations and products | |
| EP3262008A1 (en) | Particulate compositions for the formation of geopolymers, their use and methods for forming geopolymers therewith, and geopolymers obtained therefrom | |
| CN112469681A (zh) | 包含粘土的粘合剂 | |
| RU2664083C1 (ru) | Способ получения кислотоупорного вяжущего | |
| CN110066160A (zh) | 一种人造岗石复合硫氧镁胶凝材料及其制备方法和应用 | |
| CN102795798B (zh) | 使用氯化钠提高氢氧化钠激发矿渣胶凝材料强度的方法 | |
| RU2671018C1 (ru) | Вяжущее вещество | |
| RU2554981C1 (ru) | Алюмосиликатное кислотостойкое вяжущее и способ его получения | |
| WO2017109583A2 (en) | Magnesium phosphate based cement, mortar and concrete compositions with increased working time | |
| RU2536693C2 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного газобетона и способ приготовления неавтоклавного газобетона | |
| RU2376258C1 (ru) | Известково-кремнеземистое вяжущее, способ получения известково-кремнеземистого вяжущего и способ получения формовочной смеси для прессованных силикатных изделий | |
| US20240130932A1 (en) | Calcium silicate-based hydraulic cement to form a composite material having reinforcing properties | |
| EP3583084B1 (en) | Silanized inorganic particles for generation of stable inorganic foams | |
| RU2732904C1 (ru) | Способ получения бесклинкерного вяжущего щелочной активации | |
| RU2733833C1 (ru) | Бесклинкерное вяжущее щелочной активации | |
| RU2397968C1 (ru) | Состав и способ изготовления корундового жаростойкого бетона | |
| JP7337378B2 (ja) | 非焼成セラミックス組成物 | |
| JP2021165220A (ja) | 軽量気泡コンクリートの製造方法 | |
| ABDULLAH et al. | Synthesis of geopolymer binder from the partially de-aluminated metakaolinite by-product resulted from alum industry. | |
| RU2785700C2 (ru) | Связующий агент, содержащий глину | |
| Bayer et al. | Effect of alkaline activator quantity and temperature of curing on the properties of alkali-activated brick dust | |
| KR20150114617A (ko) | 소수성 폴리머로 개질된 지오폴리머 및 이를 이용한 고기능 하이브리드 건축용 마감재 |