[go: up one dir, main page]

RU2160722C2 - Способ получения заполнителя - Google Patents

Способ получения заполнителя Download PDF

Info

Publication number
RU2160722C2
RU2160722C2 RU98121761/03A RU98121761A RU2160722C2 RU 2160722 C2 RU2160722 C2 RU 2160722C2 RU 98121761/03 A RU98121761/03 A RU 98121761/03A RU 98121761 A RU98121761 A RU 98121761A RU 2160722 C2 RU2160722 C2 RU 2160722C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
filler
siliceous
production
concentration
Prior art date
Application number
RU98121761/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98121761A (ru
Inventor
Н.Г. Чумаченко
М.Н. Баранова
Е.А. Коренькова
Original Assignee
Самарская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самарская государственная архитектурно-строительная академия filed Critical Самарская государственная архитектурно-строительная академия
Priority to RU98121761/03A priority Critical patent/RU2160722C2/ru
Publication of RU98121761A publication Critical patent/RU98121761A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2160722C2 publication Critical patent/RU2160722C2/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/1018Coating or impregnating with organic materials
    • C04B20/1022Non-macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/29Frost-thaw resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к способам производства заполнителей из кремнистых (опоки и трепела) камневидных пород для конструкционных бетонов. Техническим результатом изобретения является повышение прочности и морозостойкости заполнителя из кремнистого материала согласно способу, включающему дробление, обработку поверхности водным раствором натриевой соли адипиновой кислоты и охлаждение. Технический результат в изобретении достигается тем, что обработку заполнителя фракции 10 - 15 мм осуществляют раствором щелочного стока производства капролактама концентрации 5 - 10% в течение 3 - 5 мин при перемешивании, с последующим обжигом. 2 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к способам производства заполнителей из кремнистых (опоки и трепела) камневидных пород для конструкционных бетонов.
Известен способ получения легкого пористого заполнителя из шунгизита, включающий дробление шунгизитсодержащего сланца с последующей обработкой его нормальным раствором хлорида Na и Mg концентрации 0,05-6,0% в течение 1-360 мин, обжиг и охлаждение (см. SU N 537978, опубл. 24.03.77).
Недостатками известного способа являются низкая морозостойкость заполнителя и незначительное снижение температуры спекания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения заполнителя из кремнистых камневидных пород, включающий дробление, обработку поверхности щелочным стоком производства капролактама при перемешивании, обжиг и охлаждение. (см. SU N 1726421 A, опубл. 14.04.92).
Целью изобретения является повышение прочности и морозостойкости заполнителя из кремнистого материала согласно способу, включающему дробление, обработку поверхности водным раствором натриевой соли адипиновой кислоты и охлаждение. Обработку осуществляют раствором щелочного стока производства капролактама концентрации 5-10% в течение 3-5 мин при перемешивании.
Поставленная цель достигается за счет того, что в способе получения заполнителя из кремнистых камневидных пород, включающем их дробление, обработку поверхности щелочным стоком производства капролактама при перемешивании, дробление ведут до получения зерен фракции 10-15 мм, а обработку осуществляют водным раствором щелочного стока производства капролактама концентрацией 5-10% в течение 3-5 минут.
Щелочной сток производства капролактама (ЩСПК)/ТУ 113-03-488-84. ЩСПК - щелочной сток производства капролактама (отход производства капролактама) /3/ представляет собой водный раствор натриевых солей кислых побочных продуктов воздушного окисления циклогексана. ЩСПК - негорючая жидкость коричневого цвета, непрозрачная, без механических примесей, плотностью 1,1-1,2 г/см3 с pH 10-13. Основным компонентом ЩСПК являются натриевые соли адипиновой кислоты, массовая доля которых составляет 18-30%. В качестве примесей могут присутствовать смолы до 10% и до 0,8% циклогексан.
Натриевая соль адипиновой кислоты - адипинат натрия имеет следующую сокращенную структурную формулу (CO2Na)(CH2)4(CO2Na). Адипиновая кислота относится к двухосновным карбоновым кислотам. Карбоновые кислоты являются слабыми кислотами, поэтому их соли подвергаются обратимому гидролизу. Уравнение гидролиза имеет вид
(CO2Na)(CH2)4(CO2Na) + 2H2O ---> HOOC(CH2)4COOH + 2NaOH
Поэтому для раствора солей адипината натрия характерна щелочная реакция. Молекулы адипиновой кислоты состоят из полярных и неполярных групп. Полярные группы OH и COOH, а неполярные - углеводородные цепи. Такая двойственность в структуре определяет поведение молекул в растворе как поверхностно-активных веществ (ПАВ), полярная группа - гидрофильна, а неполярная - гидрофобна, молекулы ПАВ гидрофильной частью притягиваются к поверхности раздела фаз, образуя мономолекулярный слой.
В результате дробления пород на поверхности зерен возникают дефекты в виде макро- и микротрещин. При обработке таких зерен растворами, содержащими ПАВ, жидкость проникает в поры и трещины и на их поверхности адсорбируются поверхностно-активные вещества. Адсорбционному воздействию подвержены в первую очередь поверхностные дефекты - мельчайшие трещины или щели клиновидного сечения. Молекулы ПАВ проникают в клиновидные микротрещины через их устье на поверхности зерен, покрывают их равномерным (обычно мономолекулярным) адсорбционным слоем и перемещаются в ее глубину по обеим поверхностям до того места, где их проникновение ограничивается размером адсорбируемых молекул.
Природные кремнистые породы (диатомит, опока) имеют на поверхности отрицательный заряд. Такая поверхность адсорбирует из раствора противоположно заряженные ионы. При обработке водными растворами щелочного стока производства капролактама такими ионами будут ионы натрия.
Положительно заряженные катионы разделены от поверхности кремнистых пород двойным слоем воды: одним слоем прочно связанной воды вокруг зерен кремнистых пород, другой слой - слой гидратной воды вокруг катионов (фиг. 1б).
Образование на поверхности зерен кремнистых пород слоя прочносвязанной воды объясняется наличием вокруг отрицательно заряженных частиц силового поля, под воздействием которого молекулы воды своим положительным концом ориентируются по направлению к отрицательному заряду зерна и плотно окружают его поверхность, образуя мономолекулярный адсорбционный слой.
При отсутствии в растворе гидрофобных частиц или гидрофобных участков молекул вокруг катионов под воздействием их силового поля после слоя гидратной воды ориентируются слои менее связанной диффузионной воды, что способствует образованию на поверхности зерен утолщенного адсорбционного слоя (фиг. 1б).
При наличии в растворе двухосновной адипиновой кислоты наблюдается плоскостное закрепление адипинат-иона на поверхности через ионы натрия. Гидрофобные углеводородные цепи адипинат-иона устраняют в адсорбционном слое слой диффузионной воды (отсекают избыток воды), что в совокупности с плоскостным закреплением их на поверхности способствует резкому уменьшению толщины адсорбционного слоя (фиг. 1а).
Образование тонкой адсорбционной пленки оказывает благоприятное воздействие на поверхностный слой и на степень проникающей способности раствора вглубь зерен. В поверхностном слое пленка интенсифицирует физико-химическое отщипление пылевидных частиц и малопрочных участков за счет адсорбционного понижения прочности. Обработка зерен раствором щелочного стока производства капролактама, совмещенная с перемешиванием, обеспечивает удаление их с поверхности.
С уменьшением толщины адсорбционной пленки увеличивается проникающая способность раствора, что приводит к более глубокому обогащению трещин ионами натрия, а после обжига - к увеличению толщины спекшейся корочки и последующему повышению прочности и морозостойкости.
Предлагаемый способ иллюстрируется примерами, приведенными в табл. 1. Для экспериментов была использована опока Балашеевского месторождения Самарской области. Опоку подвергали дроблению. После дробления зерна размером 10-15 мм обрабатывались раствором ЩСПК разной концентрации в течение 2-10 мин. Для каждого опыта брали по 10 образцов. Образцы погружали в раствор ЩСПК соответствующей концентрации и обрабатывали при перемешивании определенное время. После обработки зерна раскалывали и измеряли глубину пропитки. Средние значения полученных результатов приведены в табл. 1. Из данных, представленных в табл. 1, следует, что с увеличением концентрации ЩСПК с 3 до 10% толщина пропиточного слоя увеличивается, но при концентрации более 10% изменяется незначительно. Оптимальная продолжительность обработки 3-5 мин.
Исходя из полученных данных для дальнейших экспериментов были приняты следующие условия обработки:
концентрация ЩСПК 5-10%,
длительность обработки - 3-5 мин.
Образцы после обработки высушивали в сушильном шкафу до остаточной влажности не более 20% во избежание растрескивания при обжиге и обжигали в лабораторной печи по известному технологическому режиму с последующим охлаждением.
В табл. 2 также приведены свойства необработанного заполнителя после обжига при 1100, 1150 и 1200oC. Полученные данные показывают, что обработка сырцовой щебенки раствором ЩСПК концентрации 5-10% в течение 3-5 мин позволяет улучшить спекание, что подтверждается большой величиной усадки и большей прочностью при снижении температуры обжига на 50-100oC по сравнению с необработанной и обработанной NaOH щебенкой и повысить морозостойкость.
Повышение прочности объясняется улучшением спекания за счет увеличения толщины спекшегося слоя по причине более высокой проникающей способности раствора ЩСПК. При обработке раствором ЩСПК трещины раскрываются на большую глубину, насыщаются Na и "залечиваются" натриево-силикатным раствором, начиная с температуры 789oC.
Обработка заполнителя водным раствором ЩСПК концентрацией 5-10% в течение 3-5 мин обеспечивает достаточное насыщение пор и трещин катионами натрия для образования легкоплавких эвтектик, что способствует наиболее полному спеканию и повышению морозостойкости заполнителя.
При выходе за граничные пределы цель изобретения не достигается.
При концентрации раствора менее 5% не обеспечивается полного (достаточного) насыщения катионами натрия поверхностного слоя. Увеличение концентрации раствора более 10% нецелесообразно, т.к. приводит к ухудшению качества заполнителя ввиду появления значительного количества стеклофазы и последующего понижения прочности и морозостойкости.
Обработка зерен раствором ЩСПК при перемешивании продолжительностью менее 3 мин не обеспечивает полную очистку поверхности от пылевидных и малопрочных частиц и участков, а также достаточную степень насыщения ионами натрия. Увеличение времени обработки более 5 мин нецелесообразно, т.к. при этом увеличения глубины пропитки практически не происходит. Обработка в течение 3-5 мин позволяет полностью очистить поверхность, а поверхностно-активным веществам заполнить все поры и трещины.
Предлагаемый способ получения заполнителя из кремнистых камневидных пород позволяет получить морозостойкий высокопрочный заполнитель для конструкционных бетонов.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного. Признаки заявляемого способа не совпадают с признаками известного. Благодаря отличиям способа достигается новый положительный эффект, выраженный в повышении прочности и морозостойкости заполнителя. Кроме того, предлагаемый способ по сравнению с прототипом имеет и другие преимущества:
снижается стоимость заполнителя за счет сокращения продолжительности обработки,
повышается степень заводской готовности щелочного раствора,
решается экологическая проблема, так как утилизируется промышленный отход.

Claims (1)

  1. Способ получения заполнителя из кремнистых камневидных пород, включающий их дробление, обработку поверхности щелочным стоком производства капролактама при перемешивании, обжиг и охлаждение, отличающийся тем, что дробление ведут до получения зерен фракции 10 - 15 мм, а обработку осуществляют водным раствором щелочного стока производства капролактама концентрацией 5 - 10% в течение 3 - 5 мин.
RU98121761/03A 1998-11-30 1998-11-30 Способ получения заполнителя RU2160722C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121761/03A RU2160722C2 (ru) 1998-11-30 1998-11-30 Способ получения заполнителя

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121761/03A RU2160722C2 (ru) 1998-11-30 1998-11-30 Способ получения заполнителя

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98121761A RU98121761A (ru) 2000-10-10
RU2160722C2 true RU2160722C2 (ru) 2000-12-20

Family

ID=20212931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98121761/03A RU2160722C2 (ru) 1998-11-30 1998-11-30 Способ получения заполнителя

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2160722C2 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2185972A (en) * 1986-01-31 1987-08-05 Shimizu Construction Co Ltd Lightweight aggregates resistant to water absorption and preparation thereof
SU1625847A1 (ru) * 1988-08-26 1991-02-07 Государственный Научно-Исследовательский Институт По Керамзиту Способ производства легкого заполнител
SU1726421A1 (ru) * 1990-04-09 1992-04-15 Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева Смесь дл изготовлени искусственного заполнител

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2185972A (en) * 1986-01-31 1987-08-05 Shimizu Construction Co Ltd Lightweight aggregates resistant to water absorption and preparation thereof
SU1625847A1 (ru) * 1988-08-26 1991-02-07 Государственный Научно-Исследовательский Институт По Керамзиту Способ производства легкого заполнител
SU1726421A1 (ru) * 1990-04-09 1992-04-15 Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева Смесь дл изготовлени искусственного заполнител

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khushnood et al. Self-healing fungi concrete using potential strains Rhizopus oryzae and Trichoderma longibrachiatum
EP0049365A2 (de) Stabile wässrige Imprägnierlösungen aus hydrolysierten Alkyltrialkoxisilanen
Praveenkumar et al. Microstructural properties of nano-rice husk ash concrete
Navarro et al. Corrosion resistance of steel reinforcements embedded in alkali activated ground granulated SiMn slag mortars
Reddy et al. A succinct review on the durability of treated recycled concrete aggregates
Mukherjee et al. Bacterial calcification for enhancing performance of low embodied energy soil-cement bricks
López-Arce et al. Durability of stone-repair mortars used in historic buildings from Paris
RU2160722C2 (ru) Способ получения заполнителя
JP2819079B2 (ja) 表面の保護方法
RU2416589C1 (ru) Состав для обработки строительных материалов и способ их обработки
Mobili et al. Copper mine tailings and metakaolin as precursors for sustainable alkali-activated mortars
CN111362722A (zh) 一种调控水泥基材料梯度矿化的方法
ZA200205355B (en) Process for the protection of reinforcement in reinforced concrete.
CN1221487C (zh) 一种渗透型混凝土防护剂
JP2002320952A (ja) 汚染土壌の処理方法及び処理物
Skripkiūnas et al. Microstructure changes in hardened cement paste after freezing-thawing cycles
Edwards et al. Pozzolanic properties of glass fines in lime mortars
WO2005082813A1 (ja) 珪酸質系コンクリート改質剤
Xu et al. Application of electrodeposition method in upgrading mortar durability
Feijoo et al. Simultaneous desalination and consolidation treatment through the application of electrokinetic techniques
KR102477406B1 (ko) 내구성능 강화형 모르타르 조성물 및 이를 이용한 도로시설물 콘크리트의 보수공법
Mutitu et al. Biocementation influence on flexural strength and chloride ingress by Lysinibacillus sphaericus and bacillus megaterium in mortar structures
JPH08301639A (ja) ジオポリマーによるフライアッシュ粉体の 固化および材料化
KR20250083532A (ko) 콘크리트 적용을 위한 모래 처리 방법 및 시스템
RU2093487C1 (ru) Пластификатор строительных растворов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031201