Вяжущее Советский патент 1981 года по МПК C04B7/35 

Изобретение относится к технолог вяжущих материалов, в частности к производству цементов с добавками, повышающими их прочность и снижающи ми гигроскопичность, и может быть использовано в промьшшенном, жилищн гидротехническом и других видах строительства в условиях отрицатель ных температур. I Известно вяжущее 1, включакицее вес.%: Портландцементный клинкер14-82 Боксито-белитовый шлам15-85 Гипс (в пересчете на SO,)1-3 Вяжущее с указанной добавкой обладает замедленным твердением и исключает большой прирост прочности в ранний период твердения (до 24 ч) Бетоны и растворы в таком вяжущем нуждаются в длительной тепловой обработке. Кроме того, вяжущее обла дает повышенной гигроскопичностью, что ограничивает его применение в условиях отрицательных температур. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаем му результату является вяжущее, содержащее в качестве добавки,вес.%: Белитовый шлам15-25 Гипс5 Портландцемент75-85. Белитовый шлам - продукт низкотемпературной (500-600°) термической обработки металлургического отхода. Такая добавка ускоряет твердение цемента, повышает прочность к 1,3 и 28 суткам соответственно на 20,7; 30 и 12,6% пЬ отношению к исходному портландцементу Вяжущее с указанной добавкой обладает замедленным твердением и исключает больиюй прирост прочности в ранний период твердения. Цементное тесто обладает повьоиенной гигроскопичность невысокими адгезионными свойствами, что ограничивает применение его в условиях отрицательных температур. Цель изобретения - повышение прочности в ранние сроки твердения. Поставленная цель достигается тем, что вяжущее, включающее портландцементный клинкер, белитосодержащий и гипсосодержащий компоненты, в качестве белитсодержащего компонента содержит белитоалюмииатиый цемент, в качестве гипсосодержащего компонента ангидрит при следующем соотношении компонентов , вес.%:

Портландцементный клинкер 65-74 Белитоалюминатный цемент 18-25 Ангидрид8-10

Белитоалюминатный цемент имеет следующий минералогический состав, вес.%: алюминаты кальция 12СаО 7А12.0з 18-28, р-двухкальциевый силикат p-2CaOSi02 59-63; сульфаты одновалентных металлов R,SQ 0,8-l,3j твердый раствор алюминатов кальция, ферритов, алюмоферритов кальция, алюминатов и ферритов одновалентных металлов (1 2СаО 7А12.0з Al. 0 ; R2.0 . Ala-O,,, R2.0 . ftjO,, ) 5-6, карбонат кальция CaCO-j 1,5-2, свободная окись кальция , 2-1,2 . Белитоалюминатный цемент, полученный из металлургических шламов при низкотемпературном обжиге (750-850 С имеет удельную поверхность (на ПСХ) более 4500 .

Химический состав белитоалюминаа ного цемента, вес.%:СаО 58-62; Si О,, 26-28; 0,8-1,2; MgO 0,4-0,6,- С02 1-2 (сумма оксидов одновалентных металлов) 0,5-0,8,

Для получения вяжущего используют Портландцементный клинкер состава, с коэффициентом насыщения (КН) 0,91+ 0,01; силикатным модулем (h) 1,8+ 0,1; глиноземным модулем (Р) 1,1+ 0 0,03.

Каждую смесь усредняют в шаровой мельнице до получения гомогенной смеси с удельной поверхностью

5 3700-4500 .

Физико-механические испытания проводят по ГОСТ 310.1-4-76, линейное расширение цементного теста определяют по ГОСТ 1105-74.

0 Состав и свойства известного и предлагаемого вяжущего приведены в таблице.

Гидравлическая активность полученного вяжущего резко повышается в течение 24 ч и не снижается по мере увеличения содержания в его составе белитоалюминатного цемента. Величина повышения прочности к 1, 3 и 28 суткам составляет соответственно 58,7; 49 и 34,6% по сравнению с исходным портландцементом. Цементное тесто нормальной густоты имеет величину расширения до 0,28% через 28 суток твердения. Бетоны и растворы более плотные и адгезия выше по сравнению с известными составами.

Преимущества предлагаемой компози ции основываются на учете фазового

и дисперсного состава предлагаемой

добавки и обусловлены повышенной гидравлической активностью кристаллов алюминатов и силикатов кальция в белитоалюминатном цементе. Кристаллическая решетка минералов белитоалюминатного цемента обладает более развитой дефектностью вследствие образования npjH обжиге твердого раствора. Кроме того, минералы обладают высоким внутренним напряжением, по причине низкотемпературного обжига (750-850с) и быстрого охлаждения.

Продукты гидратации вяжущего образуются в перенасыщенных растворах 5 Cj(OH)2 при невысокой растворимости

ангидрида. Упорядочение структурообразования формирует мелкокристаллическую плотность структуры.

Добавка к портландцементу белитоалюминатного цемента и ангидрида несколько изменяет кинетику форми{Ювани структур бетонов. В начальный период образование эттрингита позволяет перевести в максимальной степени свободную воду в кристаллизационную, а образовавшийся сросток уплотняется гидросиликатами, кальция. Прирост прочности обусловлен увеличением содержания эттрингита и благоприятно его морфологией. ,

Вяжущее является быстротвердеющим и марка портландцемента повышается на 100.

Положительно решается техническая возможность получения быстротвердею-г щего вяжущего на основе клинкера обычного химико-минералогического состава.

Применение белитоалюминатного цемента в качестве добавки-катализатора экономически определено, так как стоимость ее на 2-5 р. дешевле портландцементов марок 500 и 600, снижается удельный расход электроэнергии на размол вяжущего вследствие того,,что белитоалюминатный цемент характеризуется тонкодисперсным составом, при этом повышается качество и долговечность строительных конструкций.

Формула изобретения

Вяжущее, включающее портландцеменый клинкер, белитсодержащий компоtO нент и гипсосодержащий компонент, отличающееся тем, что; с целью повышения прочности в ранние сроки твердения, оно содержит в качестве белитсодержащего компонента 15 белитоалюминатный цемент, а в качестве гипсосодержащего компонента ангидрид.при следующем соотношении компонентов,вес.%:

Портландцементный клинкер 65-74 Белитоалюминатный цемент 18-25

20 Ангидрид.8-10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Вяжущие материалы Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск Наука 1970, с. 248-254.