RU2187483C1 - Строительная смесь - Google Patents
Строительная смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2187483C1 RU2187483C1 RU2001101835/03A RU2001101835A RU2187483C1 RU 2187483 C1 RU2187483 C1 RU 2187483C1 RU 2001101835/03 A RU2001101835/03 A RU 2001101835/03A RU 2001101835 A RU2001101835 A RU 2001101835A RU 2187483 C1 RU2187483 C1 RU 2187483C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- gypsum
- ground
- mixture
- binder
- Prior art date
Links
Images
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
- 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
- C04B28/24—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 alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00663—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filling material for cavities or the like
- C04B2111/00672—Pointing or jointing materials
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00862—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for nuclear applications, e.g. ray-absorbing concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительным смесям и может быть использовано для изготовления штукатурок и облицовок, заполнения швов в сборных конструкциях, а также при изготовлении изделий. Технический результат - придание смеси способности гидратироваться и набирать необходимую прочность в нормальных условиях твердения, повышение ее технологичности и обеспечение возможности применения для радиационной защиты. Строительная смесь содержит дробленое стекло - стеклозаполнитель, молотое стекло - стекловяжущее состава, мас. %: SiO2 58,1 - 70,5; B2O2 0,1 - 3,7; CaO 0,2 - 6,0; BaO 0,2 - 12,0; PbO 0,2 - 13,0; Al2О3 2 - 6; Na2O 3 - 7; К2O 8 - 10; жидкое стекло плотностью 1,21 - 1,25 г/см3 и добавку гипса при соотношении компонентов в мас.ч.: указанное молотое стекло 100; указанное дробленое стекло 50 - 300; жидкое стекло 30 - 60; гипс 1 - 2. 1 табл.
Description
Изобретение относится к строительным смесям и может быть использовано для изготовления штукатурок и облицовок, заполнения швов в сборных конструкциях, а также в производстве изделий.
Строительная смесь по изобретению особенно эффективна при эксплуатации в средах с повышенной кислотностью и в производстве радиационно-защитных экранов от гамма- (или рентгеновского) и нейтронного излучения.
Известна композиция с консистенцией строительного раствора, используемая при изготовлении экранов для защиты от ядерного излучения. Она содержит водный раствор сахарозы и твердые компоненты веществ, имеющих атомы водорода, лития, бора, гадолиния для защиты от нейтронного излучения и атомы тяжелых металлов, например свинца, вольфрама и обедненного урана для защиты от гамма- и рентгеновского излучения (1).
Недостаток композиции - возможность ее работы только в воздушно-сухих условиях.
Известна композиция для изготовления строительных плит, поглощающих нейтроны, состоящая из сульфата кальция (CaSO4) и измельченных соединений бора в виде минералов колеманита, пандермита, борацита, датолита и др. (2).
Эта композиция также может работать только в воздушно-сухих условиях и, кроме того, не обеспечивает защиты от гамма- и рентгеновского излучения ввиду отсутствия в ней атомов тяжелых элементов.
Известен бетон или строительный раствор для защиты от излучения и способ его получения путем введения элементов с высокой атомной массой (свинца или бария) для защиты от гамма-лучей и с низкой атомной массой (бора, бериллия, лития) для защиты от нейтронного излучения. Указанные элементы вводятся в форме боратных или силикатных стекол (3).
В этом бетоне или растворе не используется способность силикатных стекол проявлять вяжущие свойства - гидратироваться и твердеть при их тонком помоле.
Известен способ изготовления пористого заполнителя путем тонкого помола стеклобоя кинескопов с добавкой карбоната кальция (СаСО3), гранулирования, сушки и обжига при температуре размягчения стекла со вспучиванием гранул газом СО2, выделяющимся при разложении СаСО3 (4).
Кинескопное стекло содержит в своем составе оксиды бария и/или свинца, а также бора и в этой связи обладает радиационно-защитными свойствами, но в готовом заполнителе по данному способу нет связанной воды и соответственно - атомов водорода, обеспечивающих защиту от нейтронного излучения.
Наиболее близким прототипом (5) предложенной строительной смеси является бетонная смесь, включающая молотое стекло состава, мас.%: SiO2 - 36,17... 39,06; Аl2O3 - 18,34...20,22; CaO - 27,51...32,63; MgO - 4,25...5,91; Fе2O3 - 1,08...1,51; Mn2O3 - 0,04...0,06; Ка2О - 0,41...0,52; Na2O - 3,13...4,07; F - 2,0...3,5; заполнитель из дробленого стекла того же состава и щелочной активизатор при следующем соотношении компонентов, мас.,%:
Молотое стекло - 20-40
Заполнитель из дробленого стекла - 19-60
Щелочной активизатор - 0,8-3,2
Вода - Остальное
По данному прототипу в качестве щелочного активизатора гидратации стекла, размолотого до удельной поверхности 2500-4000 см2/г, могут применяться: едкие щелочи, растворимое (жидкое) стекло, известь. Предпочтение отдается едкому натру.
Молотое стекло - 20-40
Заполнитель из дробленого стекла - 19-60
Щелочной активизатор - 0,8-3,2
Вода - Остальное
По данному прототипу в качестве щелочного активизатора гидратации стекла, размолотого до удельной поверхности 2500-4000 см2/г, могут применяться: едкие щелочи, растворимое (жидкое) стекло, известь. Предпочтение отдается едкому натру.
В бетонной смеси по прототипу используется способность тонко размолотого силикатного стекла проявлять вяжущие свойства - гидратироваться и твердеть с превращением в кислотостойкий камень, но смесь имеет тот недостаток, что твердение и набор прочности может происходить только при пропаривании или автоклавной обработке и в этой связи смесь не технологична. При твердении в нормальных условиях (н. у. ) она практически не гидратирует и необходимой прочности не набирает по причине малого содержания в размолотом стекле щелочных оксидов. Смесь по прототипу не может применяться для радиационной защиты ввиду отсутствия в ней элементов с высокой атомной массой.
Целью изобретения является придание смеси способности гидратироваться и набирать необходимую прочность в нормальных условиях твердения, повышение ее технологичности и обеспечение возможности применения для радиационной защиты.
Поставленная цель достигается тем, что строительная смесь включающая молотое стекло, дробленое стекло и жидкое стекло содержит молотое стекло состава, мас.%: SiO2 - 58,1...70,5; В2О3 - 0,1...3,7; CaO - 0,2...6,0; BaO - 0,2. . . 12,0; PbO - 0,2...13,0; Аl2O3 - 2...6; Na2O - 3...7; K2O - 8...10 и добавку гипса при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
Указанное молотое стекло - 100
Дробленое стекло - 50-300
Указанное жидкое стекло - 30-60
Гипс - 1-2
Стекловяжущее указанного химического состава готовят предпочтительно из боя кинескопов с учетом тех факторов, что стекло тубусной части кинескопа содержит обычно оксиды свинца и бора, но не содержит оксиды бария и кальция, а стекло экрана, наоборот, содержит оксид бария, но не содержит оксиды свинца, кальция и бора, в то время как стекло конусной части, примыкающей узким концом к тубусу, а широким - к экрану, содержит все перечисленные оксиды.
Указанное молотое стекло - 100
Дробленое стекло - 50-300
Указанное жидкое стекло - 30-60
Гипс - 1-2
Стекловяжущее указанного химического состава готовят предпочтительно из боя кинескопов с учетом тех факторов, что стекло тубусной части кинескопа содержит обычно оксиды свинца и бора, но не содержит оксиды бария и кальция, а стекло экрана, наоборот, содержит оксид бария, но не содержит оксиды свинца, кальция и бора, в то время как стекло конусной части, примыкающей узким концом к тубусу, а широким - к экрану, содержит все перечисленные оксиды.
Стекло для дробления и помола можно также приготовить путем варки шихты заданного состава в стекловаренных печах при температуре 1350-1400oС с последующим гранулированием стекломассы выливанием расплава в воду.
Химический состав стеклозаполнителя может быть таким же как и у стекловяжущего, а может и отличаться в зависимости от условий эксплуатации.
Стекло дробят в молотковой или иной дробилке до размера зерен предпочтительно не более 2,5 мм. Помол осуществляют в шаровой или иной мельнице до удельной поверхности 3000-4000 см2/г (в среднем - 3500 см2/г).
Товарное жидкое стекло плотностью 1,38-1,40 г/см3 смешивают с водой до получения плотности 1,21-1,25 г/см3.
Добавка гипса может применяться как в виде безводного сульфата кальция (ангидрита), так и в виде полуводного гипса альфа- или бета-модификации.
Добавка гипса кроме своего прямого назначения - структурировать твердеющую массу иглами двуводного гипса дополнительно подкисляет систему, ускоряя совместно текущие процессы образования кристаллогидратов, поликонденсации кремнегеля и сшивки полимерных цепей катионами бария и/или кальция, что способствует ускорению набора прочности.
Ускоренный набор прочности при нормальных условиях твердения обеспечивается также выщелачиванием из стекловяжущего щелочных и щелочеземельных оксидов в водной среде с величиной рН = 12...14, которая создается диссоциацией жидкого стекла, выполняющего с одной стороны роль активизатора гидратации стекловяжущего, а с другой - добавляющего в систему активный кремнегель.
Высокое содержание в затвердевшей смеси связанной воды обусловливается повышенным (по сравнению с прототипом) количеством в стекловяжущем хорошо растворимых в воде оксидов Na2O + К2O + ВаО.
Чем больше в системе связанных гидроксогрупп ОН-, тем больше атомов водорода и тем выше защитные свойства от нейтронного излучения.
Поскольку в системе присутствуют в значительных количествах атомы бария и/или свинца, а также бора, то обеспечивается возможность применения строительной смеси по данному изобретению для защиты как от гамма- или рентгеновского излучения, так и от нейтронного излучения.
Увеличение в стекловяжущем ВаО сверх 12% (мас.) не показывает повышения количества связанной воды, а отсутствие ВаО снижает количество связанной воды и замедляет процесс набора прочности при нормальных условиях твердения.
Количество стеклозаполнителя менее 50 мас. ч. на 100 мас. ч. стекловяжущего не обеспечивает создания необходимого каркаса для предотвращения усадочных деформаций и приводит к снижению прочности, а количество стеклозаполнителя более 300 мас. ч. на 100 мас. ч. стекловяжущего не позволяет получать монолитное строение затвердевшего камня и также приводит к снижению прочности.
Плотность водного раствора жидкого стекла 1,21-1,25 г/см3 и добавка гипса в количестве 1-2 мас. ч. на 100 мас. ч. стекловяжущего - это возможные пределы ошибок дозирования.
Плотность раствора жидкого стекла менее 1,21 г/см3 понижает массу активного кремнегеля в системе, а плотность выше 1,25 г/см3 ухудшает процессы укладки смеси и омоноличивания системы.
При количестве гипса менее 1 мас. ч. на 100 мас. ч. стекловяжущего влияние гипса становится незначительным, а более 2 мас. ч. на 100 мас. ч. стекловяжущего сокращается время, необходимое для укладки готовой смеси.
Оптимальное количество водного раствора жидкого стекла плотностью 1,21-1,25 г/см3 для затворения подбирается опытным путем по известным методикам подбора составов для растворов и бетонов в зависимости от заданной необходимой консистенции готовой смеси и ее назначения. Водный раствор жидкого стекла в количестве менее 30 мас. ч. на 100 мас. ч. стекловяжущего делает смесь жесткой и непригодной для укладки, а более 60 мас. ч. приводит к расслоению готовой смеси при транспортных перевозках к месту укладки.
Чем больше массовых частей стеклозаполнителя на 100 мас. ч. стекловяжущего тем меньше в системе связанной воды и атомов водорода и тем хуже защитные свойства от нейтронного излучения. В этой связи предпочтительно, чтобы стеклозаполнитель содержал возможно большее количество оксида бора, поскольку атомы бора так же как и атомы водорода повышают защитные свойства от нейтронного излучения. При этом предпочтительно, чтобы стекловяжущее содержало по меньшей мере 5...12% (мас.) оксида бария для увеличения связанной воды в системе, а стеклозаполнитель наряду с содержанием оксида бора имел бы возможно большее количество оксида свинца.
Пример. Готовят строительную смесь различных составов, используя следующие сырьевые материалы.
Стекло состава, мас.%: SiO2 - 58,1...70,5; В2О3 - 0,1...3,7; CaO - 0,2.. .6,0; BaO - 0,2...12,0; PbO - 0,2...13,0; Аl2О3 - 2...6; Na2O - 3...7; К2O - 8...10.
Часть стекла измельчают до удельной поверхности 3500 см2/г, часть используют в виде частиц, размером 0,5-2,5 мм.
Товарное жидкое стекло плотностью 1,38 г/см3. Водный раствор жидкого стекла плотностью 1,23 г/см3 готовят смешиванием товарного жидкого стекла с водой.
Стекловяжущее, стеклозаполнитель и водный раствор жидкого стекла перемешивают в лопастном смесителе. Полученную строительную смесь применяют в дело любым известным способом проведения бетонных или штукатурных работ.
Составы строительной смеси и свойства приведены в таблице.
Как видно из таблицы использование строительной смеси по изобретению позволяет получать затвердевший в нормальных условиях камень с необходимой прочностью и достаточно высокими показателями связанной воды, вычисляемыми по формуле: Н2Oсвяз.=(g1-g2):g2 (в долях или процентах),
где g1 - масса образца, высушенного при 95-105oС;
g2 - масса того же образца после термообработки при 800-850oС.
где g1 - масса образца, высушенного при 95-105oС;
g2 - масса того же образца после термообработки при 800-850oС.
Источники информации
Аналоги
1. Патент США 3751387, С 04 В 35/68, G 21 C 11/00, G 21 F 1/10, опубл. 7 авг. 1973 г., том 913, 1.
Аналоги
1. Патент США 3751387, С 04 В 35/68, G 21 C 11/00, G 21 F 1/10, опубл. 7 авг. 1973 г., том 913, 1.
2. Заявка ФРГ 2512858, G 21 F 1/04, C 04 B 15/04, опубл. 30.09.76 г.
3. Заявка Франции 2306952, С 04 В 15/04, опубл. 10 дек. 1976 г., 50.
4. SU 1782957 A1, С 04 В 14/22, опубл. 23.12.92 г., БИ 47.
Прототип
5. SU 1073208 , С 04 В 15/00, опубл. 15.02.84 г., БИ 6.
5. SU 1073208 , С 04 В 15/00, опубл. 15.02.84 г., БИ 6.
Claims (1)
- Строительная смесь, включающая стекловяжущее - молотое стекло, стеклозаполнитель - дробленое стекло и жидкое стекло, отличающаяся тем, что она содержит молотое стекло состава, мас.%: SiO2 58,1-70,5; В2O3 0,1-3,7; CaO 0,2-6,0; BaO - 0,2-12,0; PbO 0,2-13,0; Аl2О3 2-6; Na2O 3-7; К2О 8-10, жидкое стекло плотностью 1,21-1,25 г/см3 и добавку гипса при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Указанное молотое стекло - 100
Дробленое стекло - 50 - 300
Указанное жидкое стекло - 30 - 60
Гипс - 1 - 26
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001101835/03A RU2187483C1 (ru) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | Строительная смесь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001101835/03A RU2187483C1 (ru) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | Строительная смесь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2187483C1 true RU2187483C1 (ru) | 2002-08-20 |
RU2001101835A RU2001101835A (ru) | 2003-01-10 |
Family
ID=20245069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001101835/03A RU2187483C1 (ru) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | Строительная смесь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2187483C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634605C2 (ru) * | 2016-02-03 | 2017-11-01 | Шангин Андрей Петрович | Стеклобетонная смесь |
RU2778880C1 (ru) * | 2021-11-23 | 2022-08-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Стеклощелочное вяжущее |
-
2001
- 2001-01-22 RU RU2001101835/03A patent/RU2187483C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634605C2 (ru) * | 2016-02-03 | 2017-11-01 | Шангин Андрей Петрович | Стеклобетонная смесь |
RU2778880C1 (ru) * | 2021-11-23 | 2022-08-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Стеклощелочное вяжущее |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
USRE48014E1 (en) | Chemically bonded ceramic radiation shielding material and method of preparation | |
US10636534B2 (en) | Shielding material for shielding radioactive ray and preparation method thereof | |
EP0088587B1 (en) | Hydraulic cement composition | |
US20200079694A1 (en) | Composite cement and method of manufacturing composite cement | |
EP2545014A1 (de) | Zementbeschleuniger | |
JPS63289498A (ja) | 放射性廃棄物の固化剤 | |
DE2516023A1 (de) | Beton oder moertel zur verwendung als baustoff im strahlungsschutzbau und verfahren zu seiner herstellung | |
RU2187483C1 (ru) | Строительная смесь | |
KR102581342B1 (ko) | 마그네시아-실리카계 친환경 그라우트재와 그 제조방법, 그리고 그 제조방법으로 제조된 그라우트재를 이용한 그라우팅 공법 | |
EP0877007B1 (en) | Hydraulic cement | |
KR20200126126A (ko) | 표면 개질된 고로슬래그, 이의 제조방법, 및 이를 이용한 배면 그라우트 조성물 | |
KR102478241B1 (ko) | 산업부산물을 활용한 구조물 되메우기용 고유동 채움재 조성물 | |
US20230242448A1 (en) | Cement admixture, expansion material, and cement composition | |
KR102676608B1 (ko) | 방사선 차폐용 무연 보드 조성물, 이를 사용하는 방사선 차폐용 무연 보드 제조 방법 및 이에 의해 제조된 방사선 차폐용 무연 보드 | |
KR102655636B1 (ko) | 중화반응 겔형 무기계 그라우트재 및 이를 적용한 그라우팅 공법 | |
JPH06115998A (ja) | 水硬性組成物の製造方法 | |
JPH04293995A (ja) | 地盤改良剤 | |
JPH07267700A (ja) | 二液性グラウト組成物 | |
RU2754136C2 (ru) | Железооксидный портландцемент для ловушки расплава ядерного реактора | |
JP7373438B2 (ja) | 中性子遮蔽体 | |
JP7495832B2 (ja) | セメント組成物およびその硬化物 | |
JP7254418B2 (ja) | セメント組成物用急結剤 | |
JPH04164847A (ja) | セメント混和材およびセメント組成物 | |
RU2160724C1 (ru) | Радиационно-защитная паста и способ ее изготовления | |
KR20220046022A (ko) | Oled 폐유리를 포함하는 콘크리트 조성물, 및 이로부터 제조된 콘크리트 구조물과 이의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040123 |