РАСШИРЯЮЩАЯ ДОБАВКА К ЦЕМЕНТУ Российский патент 2000 года по МПК C04B7/00 C04B22/08 

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам добавок для получения напрягающих, расширяющихся и безусадочных цементов и бетонов.

Известны составы вяжущего, включающие сульфоалюминат кальция, сульфат кальция и свободную окись кальция (1).

Недостатком этого изобретения является невысокая прочность вяжущего в ранние сроки твердения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является добавка к вяжущему, включающая сульфоалюминат кальция, сульфат кальция и гидроалюминат кальция (2).

Недостатком известного состава является сложная технология приготовления расширяющего компонента вяжущего, требующего производства более энергоемкого обжига и сложной технологии. Кроме того, бетоны на основе этого вяжущего обладают недостаточно высокой прочностью при сжатии и низкой сульфатостойкостью.

Техническая задача заключается в получении расширяющей добавки к цементу, обеспечивающей повышенную прочность в период твердения и сульфатостойкость цементного камня.

Поставленная задача решается таким образом, что расширяющая добавка к цементу, включающая алюмосодержащий компонент на основе сульфоалюмината кальция и гипса, согласно изобретению, в качестве алюмосодержащего компонента содержит сульфоалюминатный клинкер с соотношением сульфоалюмината кальция: майенит 5:1 - 6:1 и тонкомолотый корунд с удельной поверхностью 6000 - 10000 см²/г при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Сульфоалюминатный клинкер - 40-65
Корунд - 1-5
Гипс - 34-55
Предлагаемая расширяющая добавка к цементу отличается от известной тем, что в качестве алюмосодержащего компонента содержит обожженный сульфоалюминатный клинкер с соотношением сульфоалюмината кальция (C₄A₃S) и майенита (C₁₂A₇) 5: 1 - 6:1 и тонкомолотый корунд с удельной поверхностью 6000-10000 см²/г.

В процессе гидратации сульфоалюмината кальция (C₄A₃S) и майенита (C₁₂A₇) с сульфатом кальция и минералами портландцемента происходит упрочнение и уплотнение цементного камня за счет образования эттрингита. Тонкомолотый корунд придает цементному камню дополнительное увеличение прочности в ранние сроки твердения.

Сульфоалюминатный клинкер получают обжигом сырьевой смеси при температуре 1200 - 1250^oC, состоящей из 35% боксита, 50% известняка и 15% гипса.

Химический состав сульфоалюминатного клинкера, мас.%: SiO₂ - 2%; Al₂O₃ - 15,2%; Fe₂O₃ - 0,6%; CaO - 36,25%; SO₃ - 28%; ппп - 15-72%.

Тонкомолотый корунд получают помолом отходов огнеупорной промышленности. (ГОСТ 24704-94).

Гипс - гипсовый камень, CaSO • 2H₂O, порода осадочного происхождения. В качестве примесей содержит доломит, кварцит, гидрооксиды железа и др.

Остальные исходные материалы дозируют и измельчают в помольном оборудовании до удельной поверхности не менее 3000 см²/г.

Составы компонентов предлагаемой добавки приведены в таблице 1.

Исследование физико-технических свойств вяжущего, полученного путем механического перемешивания 90% портландцемента Д5М400 (портландцемент алитовый, среднеалюминатный) и 10% добавки, представлено в таблице 2.

Опытные образцы вяжущего получены с использованием расширяющих добавок, состав которых представлен в таблице 1.

Образцы хранились в естественных воздушно-влажностных условиях и в 5% растворах солей Na₂SO₄ и MgSO₄ и испытывались через 6 ч, 1 сут, 28 сут и в возрасте 1 года.

Расширяющую добавку можно добавлять к цементу либо вводить непосредственно в бетонную смесь при ее приготовлении.

Источники информации:
1. Патент Англии N 1344759. кл. C 18, публ. 1972.

2. SU Авторское свидетельство N 573456. Б.И. N 35, кл. C 04 В 7/00, 1977 г. - прототип.

Использование для производства напрягающих, расширяющих и безусадочных цементов и бетонов. Расширяющая добавка содержит сульфоалюминатный клинкер, в котором сульфралюминат кальция и майонит находятся в соотношении 6:1 - 5: 1, и тонкомолотый корунд с удельной поверхностью 6000 - 10000 см²/г при следующем соотношении компонентов, маc.%: указанный сульфоалюминатный клинкер 40-65, корунд 1-5 и гипс 34-35. Технический результат - получение расширяющейся добавки к цементу, обеспечивающей повышенную прочность в период твердения и сульфатостойкость цементного камня. 2 табл.

Расширяющая добавка к цементу, включающая алюмосодержащий компонент на основе сульфоалюмината кальция и гипс, отличающаяся тем, что в качестве указанного компонента содержит сульфоалюминатный клинкер в соотношении сульфоалюмината кальция и майенита 5 : 1 - 6 : 1, и тонкомолотый корунд с удельной поверхностью 6000 - 10000 см²/г при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Сульфоалюминатный клинкер - 40 - 65
Корунд - 1 - 5
Гипс - 34 - 35