НАНОВЯЖУЩЕЕ Российский патент 2011 года по МПК C04B7/00 B82B1/00 B82B3/00 

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно вяжущих для бетонов и растворов, применяемых в строительстве, а также для получения композиционных конструкций и изделий, изготавливаемых на основе вяжущих, наполнителей и/или заполнителей и армирования и применяемых в различных областях техники.

Известно вяжущее для производства бетонов и растворов, представляющее портладнцемент, получаемый путем обжига и помола клинкера до образования частиц с определяющими размерами традиционных цементных фракций (см. Политехнический словарь, М., 1980, стр.401).

Однако получаемые из известного вяжущего бетоны и строительные растворы имеют прочность и основные эксплуатационные характеристики - морозостойкость, водонепроницаемость, долговечность, ограниченные тонкостью помола и степени образования при этом контактной поверхности с другими склеиваемыми в скелете каменной структуры частицами при затворении водой и последующем твердении.

Повышение тонкости помола всей массы известного вяжущего для получения более высокомарочных видов вяжущего, конструкций и изделий на его основе излишне энерго- и трудоемко, а также имеет ограниченные возможности предельного увеличения прочностных характеристик, определяемые законами механики трехмерных диссипированных структур и выше, технологически освоенных показателей нерентабельно, по соотношению затраты - достигаемый результат.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении марки вяжущего и обеспечении возможности повышения прочности, морозостойкости, долговечности и, при необходимости, водонепроницаемости бетонов, растворов, а также конструкций и изделий, изготавливаемых с использованием предлагаемого нановяжущего при улучшенном соотношении затраты - достигаемый результат.

Поставленная задача решается тем, что нановяжущее для бетонов и строительных растворов, согласно изобретению содержит способную образовывать твердеющие от затворения жидкостью, например водой, системы типа моноструктурного искусственного камня или многокомпонентного, включающего заполнитель прочного конгломерата фракционированную композицию, более половины масс-процентного состава которой представляет собой частицы с размерами, традиционными при производстве цемента, образованные помолом исходного спеченного цементного клинкера, остальная часть представляет собой частицы более тонкого помола, чем при производстве традиционного цемента, включающие две нанофракции, размеры частиц которых в первой из указанных фракций приняты не более 0,14 от наименьшего определяющего размера частиц традиционного цементного помола с содержанием в составе вяжущего 1,2-35 мас.%, а определяющие размеры частиц второй нанофракции в составе нановяжущего также приняты составляющими не более 0,14 от среднестатистической величины соответствующих параметров частиц первой из указанных нанофракций с содержанием 0,6-35 мас.% от массы частиц первой из указанных нанофракций.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, выражается в получении более высокопрочного вяжущего, а также в повышении прочностных и основных эксплуатационных характеристик - морозостойкости, долговечности и, при необходимости, водостойкости бетонов, защитных и связующих конструктивные элементы растворных слоев, что достигается за счет найденного в изобретении ранее неизвестного системного решения, выражающегося в комплексном использовании в вяжущем фракционированного по определяющим размерам сочетания наночастиц в общем составе комплексной нанодобавки, образованной из количественно убывающих размеров относительно предыдущей нанофракции в общем составе вяжущего и при определенном масс-процентном содержании по отношению к предыдущей фракции.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Нановяжущее для бетонов и строительных растворов включает способную образовывать твердеющие от затворения жидкостью, например водой, системы типа моноструктурного искусственного камня или многокомпонентного включающего заполнитель прочного конгломерата, фракционированную композицию, более половины масс-процентного состава которой содержит частицы с определяющими размерами, традиционными при производстве цемента, образованные помолом исходного спеченного цементного клинкера. Нанодобавки в виде частиц более тонкого помола, чем при производстве традиционного цемента, включающие две нанофракции, определяющие размеры которых в первой из указанных фракций приняты не более 0,14 от определяющего наименьшего размера частиц традиционного цементного помола с содержанием в составе вяжущего не менее 25-35 мас.%. Определяющие размеры второй нанофракции в составе вяжущего также приняты убывающими не более, чем в 0,14 раз относительно соответствующих параметров наночастиц первой из указанных нанофракций, а содержание 25-35 мас.% от массы наночастиц первой из указанных нанофракций. Пример реализации изобретения.

Изготавливают нановяжущее путем спекания в клинкер следующих компонентов, мас.%:

известняк 65-75 глина 22-25 гипс 3-4 корректирующие добавки 1-3

Осуществляют помол полученного клинкера или домол портландцемента марки 500 со средней традиционной крупностью частиц от 50 мкм.

Получают нановяжущее, в котором более половины масс-процентного состава представляет собой частицы с размерами, традиционными при производстве цемента, остальная часть представляет собой частицы, полученные более тонким помолом, чем при производстве традиционного цемента, включающие две нанофракции, определяющие размеры частиц которых в первой из указанных фракций приняты 0,14 от наименьшего определяющего размера частиц традиционного для цемента помола с содержанием в составе вяжущего 12 мас.%, а определяющие размеры частиц второй нанофракции в составе нановяжущего также приняты составляющими 0,14 от среднестатистической величины соответствующих параметров частиц первой из указанной нанофракции с содержанием 12 мас.% от массы частиц первой из указанных нанофракций.

Полученное высокопрочное вяжущее марки 600 при использовании его в составе сырьевых смесей для приготовления бетона или раствора способствует повышению прочности на 20%, морозостойкости на 15%.

Изобретение относится к производству вяжущих для бетонов и растворов, применяемых в строительстве, а также для получения изделий, изготавливаемых на основе вяжущих, наполнителей и/или заполнителей и армирования и применяемых в различных областях техники. Технический результат - повышение прочностных и основных эксплуатационных характеристик - морозостойкости, долговечности и водостойкости бетона и раствора. Нановяжущее включает фракционированную композицию, способную образовывать твердеющие от затворения жидкостью системы типа моноструктурного искусственного камня или многокомпонентного включающего заполнитель прочного конгломерата. Более половины фракционированной композиции содержит частицы с определяющими размерами, традиционными при производстве цемента, образованные помолом исходного спеченного цементного клинкера. Остальная часть представляет собой частицы более тонкого помола, чем при производстве традиционного цемента, включающие две нанофракции. Определяющие размеры частиц первой нанофракции приняты не более 0,14 от наименьшего определяющего размера частиц традиционного цементного помола с масс-процентным содержанием в составе вяжущего 1,2-35 мас.%. Определяющие размеры частиц второй нанофракции в составе нановяжущего приняты составляющими не более 0,14 от среднестатистической величины соответствующих параметров частиц первой из указанных нанофракции с масс-процентным содержанием 0,6-35 мас.% от массы частиц первой из указанных нанофракций.

Нановяжущее для бетонов и строительных растворов, характеризующееся тем, что оно содержит способную образовывать твердеющие от затворения жидкостью, например водой, системы типа моноструктурного искусственного камня или многокомпонентного, включающего заполнитель, прочного конгломерата фракционированную композицию, более половины масс-процентного состава которой представляет собой частицы с размерами, традиционными при производстве цемента, образованные помолом исходного спеченного цементного клинкера, остальная часть представляет собой частицы более тонкого помола, чем при производстве традиционного цемента, включающие две нанофракции, размеры частиц которых в первой из указанных фракций приняты не более 0,14 от определяющего наименьшего размера частиц традиционного цементного помола с содержанием в составе вяжущего 1,2-35 мас.%, а определяющие размеры частиц второй нанофракции приняты составляющими не более 0,14 от среднестатистической величины соответствующих параметров частиц первой из указанных нанофракций с содержанием 0,6-35 мас.% от массы частиц первой из указанных нанофракций.