Цемент Советский патент 1977 года по МПК C04B7/35 

1

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в производстве быстротвердеющего портландцемента.

Известен цемент, включающий портландцемечтный клинкер, двуводный гипс и полимерную добавку. В качестве полимерной добавки используют сополимерную смолу продуктов пиролиза нефтяного сырья 1.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является цемент, включающий портландцементный клинкер, обожженную при 600°С алунитовую породу и гипс 2.

Однако известные цементы недостаточно гидравлически активны.

Цель изобретения - повышение гидравлической активности цемента.

Это достигается тем, что цемент, включающий портлаидцементный клинкер, сульфат кальция и обожженный алунитовый материал, дополнительно содержит гелеобразующую органическую добавку при следующем соотношении компонентов, вес. %: Портландцементный клинкер80-90

Сульфат кальция4,5-8

Обожженный алунитовый материал 5-15 Гелеобразующая органическая добавка0,25-1,5

В качестве гелеобразующей органической

добавки цемент содержит по крайней мере один материал из группы: акриловая кислота, поливинилбензол, поливинилпнридин, водорастворимые нолиамины, сульфированный

полистирол, сульфоновые кислоты, их производные.

Сущность изобретения состоит в том, что при затворении водой предлагаемого цемента на поверхности клинкерных зерен возникает

коллоидный слой из гидратирующейся гелеобразующей добавки, состоящий из гелевидных комплексов с катионами Са А коллоидного раствора добавки в жидкой фазе системы. Благодаря первоначальному снижению содержания указанных катионов в жидкой фазе, эттрингит, образующийся из алунита, а также из сульфата кальция, формируется в виде кристаллов более правильной геометрической формы, образует четкие кристаллические сростки.

Снижение концентрации Ca вследствие ускорения гидратации алита через 30-60 мин после затворения сменяется повыщением, что приводит к коагуляции коллоидного раствора

добавки и утолщению комплексного слоя полимерного геля. В этом слое накапливаются ионы А1 , которые медленно диффундируют к растущим под защитой геля кристаллам эттрингита.

Таким образом, в составе предлагаемого

цемента обожженный алунит выполняет роль кристаллизационной затравкн, выделяющей сульфат алюминия в качестве реакционных центров для образования эттрингита.

Сульфат калия, также выделяемый обожженным алунитом, обеспечивает повышение проницаемости защитных гелей гидроокиси алюминия и полимерной добавки для увеличения скорости химической реакции образования эттрингита. Гель комплексной добавки, аккумулируя ионы Са и А1 , ускоряет гидратацию алита клинкера и обеспечивает равномерную подпитку растущих кристаллов эттрннгита ионами AF(SO4) играя ро.г;; защитного коллоида.

Улучшение кристаллизации эттрингита и увеличение проницаемости для воды гидратных оболочек цементных зерен повышает степень гидратации цемента и нриводит к приросту его гидравлической активности.

Обжиг алунита или алунитизированной породы для получения компонента цемента ведут известными методами при температуре 600 - 700°С до получения в продукте обжига A12SO4 K2SO4 и Y-AlaOs.

Сульфат кальция предпочтителен в виде двуводной модификации.

В качестве гелеобразующей органической полимерной добавки могут применять акриловую кислоту и ее производные, такие как полиакриламид, алкилакрилаты, алкилмета;филаты, имеющие от 1 до 7 атомов углерода в алкильной группе; поливинилаты: поливинилбензол, поливинилпиридин и их гетероЦиклические производные; водорастворимые

полиамины: этилендиамин, тетрауксусную

кислоту (ТДТА) и ее аналоги, полиариламины и их гетероциклические производные, полноксиамины, полиаминофенолы, нолиаминосульфокислоты; сульфированный полистирол и его смесь с акрилонитрилом, а также продукты их хлорирования; сульфоновые кислоты, их ароматические и гетероциклические производные.

Возможно применение и смесей указанных материалов.

Сравнительные данные, относящиеся к предлагаемому и известному цементам с ис1ЮЛьзова1П1ем в качестве гелеобразующей добавки алюминиевой соли беизолсульфоновой кислоты, представлены в таблице.

Как видно из результатов испытаний, предлагаемый цемент по сравнению с известными обладает повышенной гидравлической активностью,

Формула изобретения

Портландцементный клинкер80-90

Сульфат кальция4,5-8

Обожженный алунитовый магериал 5-15

Гелеобразующая органическая

добавка0,25-1,5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР jY 371185, кл. С 04В 7/02, 04.02.70.