СУЛЬФАТОСТОЙКИЙ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ Российский патент 2004 года по МПК C04B7/02 

Настоящее изобретение относится к составу сульфатостойкого портландцемента и может найти применение в промышленности стройматериалов и строительстве для изготовления растворов и бетонов, к которым предъявляются требования по сульфатостойкости. Известен сульфатостойкий цемент, содержащий портландцементный клинкер с добавкой витрофиров, являющихся кислыми вулканическими породами порфировой структуры (Канцепольский И.О. и др. Сульфатостойкие цементы Средней Азии и Казахстана. Труды Всесоюзного совещания по химии и технологии цемента. Технология и свойства специальных цементов. Стройиздат, 1967, с 332-343).

Наиболее близким аналогом является сульфатостойкий цемент, содержащий, мас.%:

Сыннырит 30-35

Двуводный гипс 3

Портландцементный клинкер Остальное

Сыннырит является алюмосиликатной изверженной горной породой с мелкокристаллической структурой (см. патент РФ №2125545, кл. С 04 В 7/12).

Целью настоящего изобретения является стабилизация сопротивления сульфатной коррозии при длительном воздействии сульфатных вод.

Поставленная цель достигается за счет того, что сульфатостойкий портландцемент, включающий портландцементный клинкер, сульфат кальция и изверженную алюмосиликатную горную породу с мелкокристаллической структурой, причем указанная горная порода имеет размер кристаллов до 20 мкм и содержит минералы, представленные твердыми растворами авгитово-анортитового ряда, кристаллы в структуре породы окружены стеклообразными прослойками, а портландцементный клинкер содержит трехкальциевый алюминат С₃А в количестве до 5 мас.%, а сумма трехкальциевого алюмината С₃А и четырехкальциевого алюмоферрита C₄AF в клинкере составляет не более 22 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Клинкер указанного состава 60-90

Сульфат кальция 2-8

Указанная горная порода Остальное

При этом только использование клинкера указанного минералогического состава без введения указанной горной породы не обеспечивает стойкости цементного камня к длительному воздействию сульфатов. Это связано с тем, что как показали исследования, щелочные ионы из жидкой фазы цементного камня концентрируются на поверхности частиц горных пород указанной структуры, особенно в районе выхода стеклообразных прослоек, окружающих кристаллы минералов, в связи с чем скорость диффузии сульфатных ионов в цементный камень значительно снижается.

Для приготовления сульфатостойкого портландцемента портландцементный клинкер, сульфат кальция (природный или промышленный гипс) и добавку алюмосиликатной горной породы, имеющей структуру, удовлетворяющую указанным требованиям, совместно измельчают до удельной поверхности (280-320) м²/кг. Для испытания этого цемента на сульфатостойкость готовят образцы-балочки из цементного раствора со стандартным кварцевым песком состава 1:3 размером 4×4×16 см. После предварительного твердения в стандартных условиях в течение 14 суток образцы помещают в 5%-ный раствор сульфата натрия. Такие же контрольные образцы хранят в воде. Сульфатостойкость оценивают по коэффициенту сульфатостойкости (отношение прочности образцов, хранившихся в растворе Na₂SО₄ к прочности образцов, хранившихся в воде) в возрасте 1 и 3 месяца.

Морозостойкость определяют по количеству выдержанных циклов попеременного замораживания водонасыщенных образцов при t=-20°C и оттаивании в воде при 18-20°С.

Состав цемента приведен в табл. 1, результаты испытаний - в табл. 2.

Изобретение относится к составу сульфатостойкого портландцемента и может найти применение в промышленности строительных материалов и в строительстве. Сульфатостойкий портландцемент содержит, мас.%: портландцементный клинкер с содержанием С₃А до 5% и суммой С₃А + C₄AF до 22% - 60-90, сульфат кальция 2-8, изверженная алюмосиликатная мелкокристаллическая горная порода с размером кристаллов до 20 мкм, причем ее структура представлена минералами в виде твердых растворов авгитово-анортитового ряда, окруженных стеклообразными прослойками. Технический результат – получение цемента, устойчивого к длительному воздействию сульфатов. 2 табл.

Сульфатостойкий портландцемент, включающий портландцементный клинкер, сульфат кальция и изверженную алюмосиликатную горную породу с мелкокристаллической структурой, отличающийся тем, что указанная горная порода имеет размер кристаллов до 20 мкм и содержит минералы, представленные твердыми растворами авгитово-анортитового ряда, кристаллы в структуре породы окружены стеклообразными прослойками, а портландцементный клинкер содержит трехкальциевый алюминат С₃А в количестве до 5 мас.%, а сумма трехкальциевого алюмината С₃А и четырехкальциевого алюмоферрита C₄AF в клинкере составляет не более 22 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Клинкер указанного состава 60-90

Сульфат кальция 2-8

Указанная горная порода Остальное