ЦЕМЕНТНОЕ ТЕСТО Российский патент 2006 года по МПК C04B7/02 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при строительстве из бетонов массивных гидротехнических сооружений на морском шельфе.

Создание монументальных сооружений с использованием бетона известно с древних времен. Исследования химического состава камней из ранних египетских пирамид в Гизе позволили сделать предположение об их искусственном происхождении. Цементное тесто предположительно получали введением в водную смесь кальцита и глины, полученную дроблением и/или растворением в воде мягкого мергелистого известняка из близлежащего карьера вади, вяжущих добавок углекислого натрия из месторождений в пустыне и вади, а также золы и порошковой извести, полученной как обжигом мягкого мергелистого известняка, так и из пепла растений. Также имеются сведения о вводе в исходное цементное тесто специальных добавок оксида кремния - опала СТ, фосфата-апатита, а также алюмината, которые не входят в состав мергелистого известняка из карьера. Бетонное тесто получали введением в цементное тесто известковых ископаемых останков раковин нуммулитов (продукт растворения мергелистого известняка), обломков известняка и ила (Joseph Davidovits "X-Ray Analysis and X-Ray Diffraction of Casing Stones from the Pryramids of Egypt, and the Limestone of the Associated Quarries" Science in Egyptology, Proceedings of the Science in Egyptology Symposia, Manchester, U.K., pp.511-520, 1984; Joseph Davidovits, The Pyramids an enigma solved", 1988-2000).

Механическая прочность такого бетона, на 85-90% состоящего из кальцита, невысока. Достоинством такого бетона является простота его получения и весьма низкое загрязнение окружающей среды при его производстве, обусловленное низким содержанием вяжущего, полученного обжигом исходного сырья с выделением большого количества углекислого газа.

Известно цементное тесто для гидротехнического строительства, содержащее воду и вяжущее, включающее портландцемент, молотые минеральные (гипс, туф, золу и шлак) и органическую добавки (RU 98123369 А, С 04 В 7/00, публ. 2000.10.20).

Недостатком известного технического решения является использование большого количества портландцемента, а в качестве химической добавки - продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, лигносульфоната и сульфата натрия, что создает неблагоприятную экологическую обстановку при производстве компонентов цемента и бетона.

Задачей изобретения является снижение использования в цементных растворах и бетонах на их основе компонентов, производство которых существенно загрязняет атмосферу, при сохранении на высоком уровне водостойкости и высоких механических характеристик.

Техническим результатом изобретения является уменьшение содержания портландцемента без снижения прочности цементного камня, повышение устойчивости и однородности цементного теста, уменьшение водоотделения.

Сущность изобретения заключается в том, что цементное тесто, включающее портландцемент, молотую золу, органическую добавку и воду, дополнительно содержит молотый мергелистый известняк, а в качестве органической добавки - концентрат квасного сусла с содержанием сухих веществ 60-85 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент22,0-30,0Молотая зола10,0-22,0Молотый мергелистый известняк30,0-52,0Концентрат квасного сусла0,05-0,3ВодаОстальное

Кроме того, цементное тесто содержит портландцемент, марку которого выбирают из группы: 300, 400, 500; в качестве молотой золы содержит молотую золу-унос с объемной массой 2,2-2,6 г/см³ - продукт сжигания бурого или каменного угля; мергелистый известняк содержит 8-20 мас.% глинистых примесей, а сырье для приготовления концентрата квасного сусла содержит, по меньшей мере, два компонента, выбранных из группы, включающей: мука ржаная, пшеничная, кукурузная, солод ржаной, ячменный, пшеничный, картофель, отходы крахмало-паточного производства.

Известно повышение механических характеристик бетона при введении в цементное тесто в количестве 0,01-0,1 добавки, изготовленной из стручков или бобов рожкового дерева (Ceratinia siliqua L.), компонентами которой являются различные сахара, крахмал, дубильное вещество, слизь, белок и органические кислоты (KR 8101629, С 04 В 7/352, опубл. 27.10.1981; Манфрид Палов, Энциклопедия лекарственных растений, М.: Мир, 1998, с.43б).

Концентрат квасного сусла является товарным продуктом, получаемым стандартными способами, в частности, включающими измельчение исходного сырья, его варку в воде, выделение квасного сусла и его концентрирование. Концентрат квасного сусла представляет собой водную пасту или суспензию, в состав которой, в частности, входят пептозаны, декстрины, белок, дубильные вещества, органические кислоты и микроэлементы.

Цементное тесто по изобретению готовят стандартным способом смешения сухих компонентов и воды с последующим введением добавки концентрата квасного сусла и перемешиванием.

Изобретение может быть проиллюстрировано примерами, представленными в таблице.

Цементное тесто получали при использовании портландцемента без добавок марки М400; молотой каменноугольной золы-унос (пример 1) плотностью 2,41 г/см³ с содержанием окиси кремния 50,2 мас.%, окиси алюминия 22,6 мас.%, окиси железа 11,3 мас.%, окиси натрия-калия 4,2 мас.%; молотой золы-унос бурого угля (пример 2) плотностью 2,37 г/см³ с содержанием окиси кремния 55,3 мас.%, окиси алюминия 13,4 мас.%, окиси железа 7,4 мас.%, окиси натрия-калия 0,8 мас.%; молотого мергелистого известняка с содержанием глинистых примесей 9,3 мас.% и остатком на сите 0,08 мм 12,8%; концентрата квасного сусла с содержанием сухих веществ 62 мас.%, сырьем для которого служили мука ржаная, солод ржаной, солод ячменный (пример 1); концентрата квасного сусла с содержанием сухих веществ 70 мас.%, сырьем для которого служили картофель и клеточный сок картофеля - отход крахмало-паточного производства (пример 2).

Таблица 
№Содержание компонентов, мас.%Предел
прочности, МПа (при сжатии в возрасте 28 сут.)ВодоотделениеПортландцементМолотая золаМолотый мергелистый известнякКонцентрат квасного суслаВода129,020,032,00,08ост.
(18,92)38,2нет224,012,050,00,2ост.
(13,8)36, 4нет

Цементное тесто по изобретению было однородно и устойчиво. Представленные результаты показывают, что цементное тесто позволяет решить не только технические задачи, но и экономические, и экологические.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при строительстве из бетонов массивных гидротехнических сооружений на морском шельфе. Цементное тесто, включающее портландцемент, молотую золу, органическую добавку и воду, дополнительно содержит молотый мергелистый известняк, а в качестве органической добавки - концентрат квасного сусла с содержанием сухих веществ 60-85 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 22,0-30,0, молотая зола - 10,0-22,0, молотый мергелистый известняк - 30,0-52,0, концентрат квасного сусла - 0,05-0,3, вода - остальное. Кроме того, цементное тесто содержит портландцемент, марку которого выбирают из группы: 300, 400, 500, в качестве молотой золы - молотую золу-унос с объемной массой - 2,2-2,6 г/см³ - продукт сжигания бурого или каменного угля, молотый мергелистый известняк содержит 8-20 мас.% глинистых примесей, а сырье для изготовления концентрата квасного сусла содержит, по меньшей мере, два компонента, выбранных из группы, включающей: мука ржаная, пшеничная, кукурузная, солод ржаной, ячменный, пшеничный, картофель, отходы крахмало-паточного производства. Технический результат - уменьшение содержания портландцемента без снижения прочности цементного камня, повышение устойчивости и однородности цементного теста, уменьшение водоотделения. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Цементное тесто, включающее портландцемент, молотую золу, органическую добавку и воду, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит молотый мергелистый известняк, а в качестве органической добавки - концентрат квасного сусла с содержанием сухих веществ 60-85 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент22,0-30,0Молотая зола10,0-22,0Молотый мергелистый известняк30,0-52,0Концентрат квасного сусла0,05-0,3ВодаОстальное