Добавка к цементу Советский патент 1983 года по МПК C04B7/35 

Настоящее изобретение относится к технологии производства цемента и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

. Известна добавка к цементу, включающая шлак цветной металлургии в количестве до 30% 11.

Недостатком известной добавки является низкая гидравлическая активность. Прочность при сжатии цемента с добавкой шлака цветной металлургии практически во все сроки твердения ниже, чем у бездобавочного цемента на 5-10% и приближается к прочности цемента с добавкой такой малоактивной добавки, как глиеж.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигае(ому эффекту является комплексная добавка к цементу,включающая активный кремнеземистый материал опоку или трепел, вводимый при помоле до 15% и нитрит натрия, вводимый с водой затворения в количестве до 2% от массы цемента 2.

Недостатком этой добавки является сложность ее введения в цемент (.часть вводится при помоле, часть - с водой затворения). Кроме того, нитрит натрия не воздействует на рН среды, а

.при наличии активного кремнеземистого материала последний интенсивно взаимодействует с гидроокисью кальция, снижая тем самым щелочность (,рН) среды. При этом защитная пленка, образующаяся на арматуре, растворяется и коррозия арматуры прогрессирует.

Целью изобретения является повы10шение коррозионной стойкости арматуры в цементном камне.

Поставленная цель достигается тем, что добавка к цементу,включающая пемзу или опоку, дополнительно содержит шлак цветной металлургии с

15 30-60 вес.% FeO при, следующем содержании компонентов, вес.%:

Пемза или

опока30-70

Шлак цветной

20

металлургии

с 30-60 вес.%

FeO30-70

В процессе гидратации смешанного цемента, в состав которого входят СаО, Sib2, FeO в достаточно болыиих

25 количествах происходит интенсивное взаимодействие шлакового стекла с водой. Са(ОИ)2 катализирует это взаимодействие. При этом рН среды

30 возрастает.

И:и естно, что скорость коррозии арматуры в щелочной среде и нейтраль нон среде определяется поступлением кислорода к коррозирующей поверхност Наличие в гидратирующейся системе двухвалентного железа, являющегося интенсивным акцептором кислорода, пр пятствует проникновению последнего к поверхности арматуры. В результате арматура не корродирует.

Комплексную добавку готовят следующим образом.

Активный кремнеземистый материал и шлак цветной металлургии смешивают в заданном соотношении и подают чере отдельное дозирующее устройство в цементную мельницу. В качестве шлака Цветной металлургии могут быть использованы свинцовый шлак/ медеплавильный шлак, никелевый шлак или кобальтовый, содержание FeO в указанных шпаках должно находиться в пр делах от 30 до 60 вес.%.

Химические составы указанных шлаков приведены в табл. 1.

Составы добавки и свойства цемента с добавкой приведены в табл.2.

При наличии в составе цемента в качестве добавки только одного шлака цветной металлургии высокая коррозионная стойкость арматуры наблюдается в течение относительного короткого срока твердения, после чего коррозия начинает прогрессировать.

Коррозионная стойкость арматуры в бетОне на основе цемента с предлагаемой комплексной добавкой остается высокой на протяжении длительного пери да твердения.

Указанный эффект объясняется тем, что двухвалентное железо, входящее в состав шлака в виде FeO, вза модействуя с кислородом, постепенно окисляется до , доступ кислорода к арматуре облегчается и-коррозия начинает прогрессировать. Имеющихся в составе цементного камня

гидросилик-атов кальция недостаточно для образования плотной структуры, кальматирующей поры и за счет этого надежно экранирующей арматуру от коррозии.

В том же случае, когда наряду со шлаком в составе добавки имеется еще и активная кремнеземистая добавка, количество гидросиликатов кальция образуется больше. Структура цементого камня становится плотнее и доступ кислорода к арматуре оказывется перекрытым.

О таком механизме действия комплексной добавки свидетельствуют данные по измерению капиллярной пористости, определенной в цементном каЁмне с помощью ртутной порометрии.

Пониженная плотность образцов из цемента с преимущественной добавкой кремнеземистого компонента обусловлена высокой водопотребностью последнего. Та же особенность для образцов из цемента с преимущественной добавкой шлака цветной металлургии обусловлена снижением в твердеющем цементном камне общего количества гидросиликатов кальция.

При оптимальном соотношении в составе добавки активного кремнеземистого компонента и шлака цветной металлургии (соответственно от 30 до 70 вес.% и от 70 до 30 вес.%) плоность цементного камня максимальна.

.Той же тенденции подчиняется и рост прочности образцов при длительных сроках твердения.

Таким образом, комплексная добавка, включающая активный кремнеземистый компонент,.опоку или пемзу и шлак цветной металлургии с содержанием РеО от 30 до 60 вес.%, позволяет получить новый, устойчивый во времени эффект, отличающийся от эффекта каждого из компонентов комплексной добавки.

Таблица2

Пемза 30 Шлак никеле30 40,2 45,0 52,1 вый 7 О Пемза 50 111лак медепла45 41,2 48,3 53,8 вильный 50 Пемза 70 Шлак свин60 43,8 46,8 47,2 цовый 30 Пемза 25 Шлак нике25 36,4 41,7 4,9 левый 75 Опока 30 Шлак кобаль30 41,0 49,3 54,0 товый 70 Опока 50 Шлак медепла45 42,3 90,3 55,1 вильный 50 Опока 70 Шпак свин60 44,0 46,7 48,3 цовый 30 Опока 75 Шлак свинцо65 44,7 47,1 47,9 вый 25 44,5 46,8 47,2 Опока 100 Прототип Пемза 43,2 45,2 46,5 Нитрит натрия 98 Опока 45,0 47,1 47,7 Нитрит натрия 98 Известный Медеплавиль45 35,6 42,5 46,4 ный 100 Формула изобретения Добавка к цементу, включающая пем- ЗУ или опоку, отличающаяс я тем, что, с целью повышения

0,178 0,172

0,142 Нет То же Нет, То же 0,13 0,21 0,22 0,073 Нет То же 0,08 0,090 Нет То же 0,08 Нет То же 0,081 0,18 0,24 0,23 0,23 0,31 0,49 0,097 0,62 0,76 0,92 0,198 0,22 0,28 0,31 0,27 0,32 0,40 Нет 0,18 0,37 ьзозионной стойкости арматуры в цементном камне, она содержит шлак цветной металлургии с.30-60 вес.% РеО при следуюгдем соотношении компонентов, вес.%: 9 1 Пемза 1ли опока V 30-70 Шлак цветной металлургии с 30-60 вес.% 1-еО 30-70 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бун И.М. и др. Использование медеплавильного шлака в производст04290 : 10 ве цемента. Реферативная информация ВНИИЭСМ МПСМ СССР Использование отходов и попутных продуктов для иэготовления строительных материалов, изделий и конструкций. Вып. 4, 5 1974, с. 11-14. 2. Алексеев С.Н. Коррозия и защита арматуры в бетоне. М. , Госстрой издат, 1962, с. 94-96 (прототип).