ВЯЖУЩЕЕ
BINDER

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения вяжущего и изделий на его основе, причем для его производства может быть применен портландцементный клинкер, хранившийся длительное время, в том числе во влажных условиях.
Известно вяжущее, включающее портландцементный клинкер, термообработанную активную минеральную добавку и гипс [патент №2122530. Портландцемент, МПК С04В 7/13, опубликованный 27.11.1998 г.]. Однако увеличение прочностных характеристик у данного вяжущего не достаточно высоко. Кроме того, способ его получения усложняется обязательной высокотемпературной обработкой минеральной добавки при температуре 1100-1300°С, что приводит к дополнительным затратам и удорожанию вяжущего.
Известно также вяжущее на основе портландцементного клинкера, содержащее два вида клинкера с различным содержанием трехкальциевого алюмината, и гипса [патент №2123984. Специальный портландцемент, МПК С04В 7/02, опубликованный 27.12.1998 г.]. Оно может содержать активные минеральные и гидрофобизирующие добавки, ускоритель твердения и полимеры. Однако прочностные характеристики цементного камня на этом вяжущем не достаточно высоки. Кроме того, данное вяжущее имеет сложный состав, что приводит к нестабильности его химического состава и усложняет технологию производства вяжущего.
По своей технической сущности наиболее близким к данному изобретению по совокупности признаков является вяжущее [патент №2320592. Цемент с минеральными добавками, МПК С04В 7/13, опубликованный 27.03.2008 г., прототип], содержащее портландцементный клинкер, двуводный гипс и магнийсиликатную горную породу - верлит.
Однако данное вяжущее также имеет не достаточно высокие прочностные показатели цементного камня (47,9-61,0 МПа).
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении прочности цементного камня.
2
4
3
2
4
3
2
4
3
2
4
3
Поставленная задача решается следующим образом. Вяжущее содержит портландцементный клинкер, диопсид, электролиты (Fe(SO) или Al(SO)), двуводный гипс, при следующем соотношении компонентов, мас.%.: портландцементный клинкер - 85-89, диопсид - 5-9, электролиты (Fe(SO) или Al(SO)) - 1, двуводный гипс - 5.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении получения вяжущего с более высокой прочностью цементного камня, чем получаемые известным способом при тех же технологических параметрах подготовки и обработки компонентов. Кроме того, для производства вяжущего при этом можно использовать портландцементный клинкер, хранившийся длительное время, включая хранение во влажных условиях.
2
4
3
2
4
3
В вяжущем в качестве добавок использованы кальций-магний-силикатсодержащая горная порода - диопсид (см. табл.1), которая является природным сырьем, и электролиты (Fe(SO) или Al(SO)).
2
Кальций-магний-силикатсодержащая горная порода - диопсид и электролиты используются в качестве компонентов вяжущего при его совместном помоле с портландцементным клинкером и гипсом до удельной поверхности 300-350 м/кг. Совместный помол исходных компонентов обеспечивает не только их тонкое измельчение, но и активацию частиц. В сырьевой смеси происходят взаимодействия, что влияет на гидратационную активность и увеличение прочности цементного камня.
Исследуемые составы гидравлических вяжущих и полученные их прочностные характеристики представлены в табл.2-3.
Таблица 1
Химический состав диопсида
Наименование оксидов
SiO<sub>2</sub>
CaO
MgO
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Na<sub>2</sub>O
K<sub>2</sub>O
TiO<sub>2</sub>
п.п.п.
Содержание оксидов, мас.%
56,5
25,9
15,84
1,0
0,7
0,1
0,1
0,1
0,6
2
4
3
2
4
3
Наиболее значительный эффект повышения прочности достигается при введении в состав вяжущего, мас.%, портландцементный клинкер - 85-89, диопсид - 5-9, электролиты (Fe(SO) или Al(SO)) - 1, двуводный гипс - 5. Изменение количественного состава не дает положительного эффекта и приводит к снижению прочности цементного камня.
2
2
Помол сырья до удельной поверхности менее 300 м/кг является недостаточным, так как прочность цементного камня при этом снижается. Измельчение сырья до удельной поверхности свыше 350 м/кг является экономически необоснованным, так как затраты электроэнергии существенно выше, а увеличение прочности цементного камня при этом незначительное.
Предлагаемое вяжущее имеет следующие преимущества по сравнению с известным (прототипом):
- по сравнению с прототипом увеличены прочностные показатели цементного камня в 1,9-2,4 раза (при использовании портландцемента, хранившегося 7 суток в нормальных условиях),
- по сравнению с составом, изготовленным без добавок, твердевшим в нормальных условиях, увеличены прочностные показатели цементного камня:
- в 1,7 раза в случае использования клинкера, хранившегося не более 60 суток в нормальных условиях;
- в 1,8-2,0 раза в случае использования клинкера, хранившегося длительное время, включая хранение во влажных условиях,
- по сравнению с составом, изготовленным без добавок, твердевшим в условиях тепловлажностной обработки, увеличены прочностные показатели цементного камня:
- в 1,9 раза в случае использования клинкера, хранившегося не более 60 суток в нормальных условиях;
- в 1,8-2,0 раза в случае использования клинкера, хранившегося длительное время, включая хранение во влажных условиях.