СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО Российский патент 1995 года по МПК C04B28/04 C04B28/02 C04B24/18 C04B24/12 

Изобретение относится к способам приготовления вяжущего для строительных растворов и бетонных смесей.

Известно введение в строительные цементные смеси добавки - гидролизованного полиакрилонитрила - отход производства нитронного волокна "К-9" в количестве 0,2-0,56 мас.%, 16-21 мас.% цемента (1).

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ приготовления вяжущего, включающий совместный помол портландцементного клинкера, гипса и добавки из лигносульфонатов технических и аминосодержащего соединения в соотношении по массе (5-25):1 (2).

Недостатком известного способа является относительно невысокая пластичность и прочность смеси, а также большой расход добавки.

Целью изобретения является повышение пластичности, прочности и снижение расхода добавки.

Это достигается тем, что в способе приготовления вяжущего, включающем совместный помол портландцементного клинкера, гипса, лигносульфонатов технических и органического азотсодержащего соединения, лигносульфонаты технические обрабатывают органическим азотсодержащим соединением - продуктом щелочного гидролиза едким натром полиакрилонитрила "Унифлок" в соотношении по сухой массе 1:0,01 и дополнительно вводят известняк кристаллический с содержанием не более 15% мергелистых и глинистых примесей, причем соотношение компонентов вяжущего составляет, мас.%:
Портландцементный клинкер 74-79 Гипс 4-5
Известняк кристалли- ческий 15-20
Лигносульфонаты техни- ческие 0,05
Указанный препарат "Унифлок" 0,0005 Вода Остальное.

Используемый в качестве добавки водорастворимый препарат "Унифлок" соответствует ТУ 6-000203843-24-90 и имеет следующую структурную формулу:
.-CH...

Используются известняковые породы, содержащие до 20% глинистых и мергелистых примесей с химическим составом, мас.%: SiO₂ 0-15 Al₂O₃ 0-6 Fe₂O₃ 0-3 MgO 0-3 R₂O 0-2 SO₃ 0-3 CaO 30-56 П.П.П. 30-44 возможно при обязательном одновременном введении в состав цемента химической комплексной добавки указанного состава, так как без этой добавки по истечении 60-90 сут нормального хранения цементных образцов прочность падает и на поверхностях появляются высолы.

Полимерные водорастворимые продукты щелочного гидролиза полиакрилонитрила (ОПАН), содержащие в структуре нитрильные (-C ≡ N), амидные (-СОNН₂), имидные /O = -NH- = 0/ и карбоксилатные /O = ONa/ функциональные активные группы, взаимодействующие с активными функциональными сульфогруппами лигносульфонатов, асорбируют тяжелые фракции лигносульфонатов на длинномерных молекулах с большой массой, а свободные легкие светлые фракции ЛСТ проявляют себя как эффективный пластификатор и химический активатор твердения портландцемента. Активация твердения заявляемого цемента в ранние сроки позволяет снизить температурные режимы гидротермальной обработки изделий, расход паза и тепловой энергии и в теплых районах в весенне-летне-осенний период перейти на гелиообработку бетона и железобетона. Рекомендуемые известняки с примесями глинистых и мергелистых компонентов, считающиеся отходами производства, ранее не применялись как минеральные добавки в цементной промышленности и только наличие заявляемых модифицированных технических лигносульфонатов сделало возможным их использование.

В качестве омыленного полиакрилонитрила (ОПАН) может быть также использован препарат "К-9" по техническим условиям ТУ-6-06- 17-02-83 формулы:
)_n-
или препарат "К-14" формулы
...CH₂-...-CH₂-..-CH₂-H₂-
Предусматривается также использование некондиционных известняковых пород (кристаллических, мергелей, галечников, ракушечников, пористых малопрочных) и отходов производства (отсевов от дробления известняка, внутренней кристаллической вскрыши известняковых месторождений), содержащих 0 - 20% глинистых и мергелистых примесей, состоящих из оксидов SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, SO₃, R₂O. 12 составов вяжущего - клинкер + гипс, клинкер + гипс + известняк, а также вяжущее с предлагаемыми добавками и свойства растворов и бетонов на его основе приведены в таблице.

Способ приготовления вяжущего, а также растворов и бетонов на его основе заключается в следующем.

Производят помол вяжущего, состоящего из клинкера, гипса, известняка, комплексной добавки - водного раствора модифицированных ОПАН технических лигносульфонатов, остальное - вода, до остатка на сите N: 008 не более 15%. Готовое вяжущее испытывают по методикам ГОСТ 130.1...3-76 и ГОСТ - 310,4-81. Из смеси этого вяжущего и стандартного кварцевого песка в соотношении 1: 3 при в/ц= 0,38 формуют 12 образцов-балочек 4х4х16 см и испытывают их через 3, 28, 90, 180 сут нормального хранения (н.х.), а 3 образца-балочки подвергают ТВО по режиму: 2 ч - выдержка, 3 ч - подъем температуры до 85^оС, 6 ч - изотермический режим при 85^оС, 2 ч - остывание. Затем образцы распалубливают и испытываются на прочность при изгибе и сжатии. Результаты приведены в таблице.

С использованием приготовленного вяжущего изготавливаются бетонные смеси состава 1: 2,2:3,5=(известняковый цемент:песок: щебень). Известняковый щебень фр. 5 - 20 мм, песок кварцевый с М_к=3,0. Водовяжущее отношение принимается необходимым для получения пластичности смеси 8-10 см. Бетонная смесь укладывается на виброплощадке в стандартные формы для образцов-кубов 10х10х10 см, которые затем хранятся в нормальных условиях и испытываются в сроки 7, 28, 60 сут и на прочность при сжатии. 6 образцов-кубов формуются и затем подвергаются ТВО при указанном режиме, а затем испытываются после пропарки и через 28 сут на прочность при сжатии. Результаты приведены в таблице.

Использование: область производства вяжущих на основе портландцемента, содержащих добавки, используемых для приготовления бетонов и растворов. Сущность изобретения: способ приготовления вяжущего для бетонной смеси и раствора включает предварительную обработку лигносульфонатов технических продуктом гидролиза едким натром полиакрилонитрила - препаратом "Унифлок" при соотношении по сухой массе 1: 0,01 и смешение полученной добавки с портландцементным клинкером, гипсом, с дополнительно вводимой минеральной добавкой - кристаллическим известняком с содержанием не более 15 % мергелистых и глинистых примесей. Соотношение компонентов вяжущего, мас.%: портландцементный клинкер 74-79; гипс 4-5; лигносульфонаты технические 0,05; продукт щелочного гидролиза едким натром полиакрилонитрила - препарат Унифлок 0,0005; вода остальное. Пластичность бетонной смеси составляет до 10 см, прочность при сжатии составляет через 28 сут нормального хранения до 23,6 МПа. 1 табл.

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО для строительного раствора и бетонной смеси путем совместного помола портландцементного клинкера, гипса, лигносульфонатов технических и органического азотсодержащего соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности бетонной смеси, прочности материала и снижения расхода добавки, лигносульфонаты технические обрабатывают органическим азотсодержащим соединением - продуктом щелочного гидролиза едким натром полиакрилонитрила - препаратом "Унифлок" при соотношении по сухой массе 1 : 0,01 и дополнительно вводят известняк кристаллический с содержанием не более 15% мергелистых и глинистых примесей, причем соотношение компонентов вяжущего составляет, мас.%:
Портландцементный клинкер - 74 - 79
Гипс - 4 - 5
Известняк кристаллический - 15 - 20
Лигносульфонаты технические - 0,05
Указанный препарат "Унифлок" - 0,0005
Вода - Остальное