РАСШИРЯЮЩАЯ ДОБАВКА К ЦЕМЕНТУ Российский патент 1997 года по МПК C04B7/345 C04B22/00 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно, к добавкам к вяжущим для бетонов.

Известен цемент с расширяющей добавкой, представленный гипсом и золой от сжигания сланцев (активной гидравлической добавкой авт. св. СССР N 726047, C 04 B 7/28, 1980)
Недостатком данного изобретения является то, что оно не позволяет получить достаточно плотную структуру в результате чего снижается самонапряжение, водонепроницаемость и прочность цементного камня.

Наиболее близкой к заявляемой добавке, является расширяющаяся добавка к цементу (сб. тр. Ереванского политехнического института, Захарова Л.А. 1971, 34 сер. Химия и химическая технология вып.3, с.166-169), которая в своем составе содержит полуводный гипс и вулканическую породу месторождений Армении.

Недостатком данного технического решения является обязательное наличие в цементной смеси большой доли дорогостоящего и дефицитного глиноземисто-белитового цемента и вулканических пород Армении, что увеличивает затраты на его производство, а также не позволяет получить необходимый расширяющий эффект и высокую прочность цементного камня, что снижает самонапряжение, прочность и водонепроницаемость.

Задачей технического решения является создание высокопрочного водонепроницаемого цементного камня.

Технический результат заключается в усилении расширяющего эффекта, в увеличении самонапряжения, упрощении технологии производства, за счет вновь вводимых компонентов.

Технический результат достигается тем, что в известном цементе с расширяющей добавкой, включающей гипс и вулканическую породу, в качестве вулканической породы используют вулканический пепел с соотношением основных окислов в мас.

Al₂O₃ 20-30; SiO₂ 61-65; CaO 41,1-5,0; MgO - 1,2-2,0; Fe₂O₃ 2,5-3,5; SO₃ 0,1-0,2; TiO₂ - 0,2-0,25; K₂O 0,4-0,45; P₂O₅ 0,06; Na₂O - остальное, и дополнительно содержит микрокремнезем (или кремнезем) и доломит при следующем соотношении компонентов в мас.

Гипс 15-35
Вулканический пепел 65-85
Микрокремнезем (кремнезем) 4-30
Доломит 1-5
Техническое решение позволит усилить расширяющий эффект и таким образом повысить плотность структуры цементного камня при одновременном упрощении технологии производства расширяющей добавки, т.к. вулканический пепел требует лишь просев через сита и совместный помол с гипсом и другими компонентами.

Свойства вулканического пепла: фракционный и химический состав (содержание Al₂O₃ до 30%) обуславливают благоприятные условия для образования высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция, что приводит к уплотнению цементного камня, кальмотации пор и высокому эффекту самонапряжения.

Расширяющая добавка к цементу дополнительно содержит доломит, повышающий содержание в ней компонентов CaO, также микрокремнезем (или кремнезем), обеспечивающий увеличение плотности структуру цементного камня в сочетании с расширяющими компонентами.

Способ приготовления расширяющей добавки заключается в следующем.

Для ее приготовления используют следующие материалы: двуводный или полуводный гипс плотностью 2,55 г/см³, доломит минерал класса карбонатов, содержащий двойную углекислотную соль кальция и магния с примесями железистых и глинистых соединений, микрокремнезем (или кремнезем) конденсированный ТУ 7-249533-01-90.

Молотый вулканический пепел получают из просеянной горной породы, насыпной плотности 1,9 г/см³. Химический состав вулканического пепла следующий: Al₂O₃ 26; SiO₂ 61,7; CaO 4,36; MgO - 1,86; Fe₂O₃ 3,25; SO₃ 0,19; TiO₂ 0,22; K₂O 0,45; P₂O₅ 0,06; Na₂O 1,8; nnn 0,11.

Вулканический пепел просеивали через сито с ячейкой 4-5мм и подсушивали.

Затем осуществляли совместный помол вулканического пепла с гипсом и другими компонентами до удельной поверхности 4000-6000 см²/г. Полученную добавку смешивали с цементом в количестве 15-25% от массы цемента.

Для испытания были приготовлены образцы из мелкозернистого бетона и цементно-песчаного раствора размером 4x4x16 см на портландцементе М400 с расширяющей добавкой.

Примеры составов смесей приведены в таблице. Твердение бетона осуществляли в естественных условиях.

Испытания проводили в соответствии с ТУ 21-26-90 "Напрягающие цементы".

Результаты испытаний сведены в таблицу.

Как видно из таблицы использования расширяющей добавки позволяет по сравнению с прототипом повысить прочность на 15-20% высокий уровень самонапряжения (НЦ-10; НЦ-20) и достаточный расширяющий эффект.

Наибольший эффект получается при совместном помоле всех компонентов, включая портландцемент, до удельной поверхности 4500-5000 см²/г.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к добавкам для вяжущих и бетонов. Техническая задача заключается в повышении прочности бетона при упрощении производства расширяющейся добавки к цементу. Расширяющаяся добавка содержит гипс и молотую вулканическую породу с содержанием оксида алюминия до 30% при следующем соотношении компонентов мас. %: гипс - 15-35%, вулканическая порода - 65-85. Расширяющаяся добавка также содержит сверх 100% 1-5% доломита и 4-30% микрокремнезема. 1 табл.

Расширяющая добавка к цементу, включающая смесь гипса и вулканической породы, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вулканической породы вулканический пепел состава, мас.

Al₂O₃ 20 30
SiO₂ 61 65
CaO 4,1 5,0
MgO 1,2 2,0
Fe₂O₃ 2,5 3,5
SO₃ 0,1 0,2
FiO₂ 0,2 0,25
K₂O 0,4 0,45
P₂O₅ 0,06
Na₂O Остальное
при следующем соотношении компонентов смеси, мас.

Гипс 15 35
Вулканический пепел указанного состава 65 85,
при этом добавка дополнительно содержит, от массы смеси:
Доломит 1 5
Микрокремнезем 4 30ч