Получение цементов низкой подопотребности на основе смешанного карбонатно-кремнеземистого наполнителя

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №2/2016 ISSN 2410-6070 10-14.

12. Алфимова Н.И. Повышение эффективности стеновых камней за счет использования техногенного сырья // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2011. №2. С. 56-59.

13. Вишневска Я.Ю., Лесовик В.С., Алфимова Н.И. Энергоемкость процессов синтеза композиционных вяжущих в зависимости от генезиса кремнеземсодержащего компонента // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2011. №3. С. 53-56.

14. Алфимова Н.И., Вишневская Я.Ю., Трунов П.В. Оптимизация условий твердения композиционных вяжущих : монография. Германия: Изд-во LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG. 2012. 97 с. ISBN 978-3-8484-1919-7.

15. Алфимова Н.И., Вишневская Я.Ю., Трунов П.В. Композиционные вяжущие и изделия с использованием техногенного сырья: монография. Saarbruken. Изд-во LAP. 2013.127 с. ISBN 978-3-659-35755-8.

16. Alfimova N.I., Sheychenko M.S., Karatsupa S.V., Yakovlev E.A., Kolomatskiy A.S., Shapovalov N.N. Features of application of high-mg technogenic raw materials as a component of composite binders // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2014. № 5(5). P. 1586-1591.

17. Алфимова Н.И., Лесовик В.С., Савин А.В., Шадский Е.Е. Перспективы применения композиционных вяжущих при производстве железобетонных изделий // Вестник Иркутского государственного технического университете. 2014. №5 (88). С 95-99.

18. Алфимова Н.И., Строкова В.В., Наваретте Велос Ф.А. Мелкозернистые бетоны на основе вулканического сырья: монография. Германия: Изд-во LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG. 2014. 94 с.

19. Строкова В.В., Алфимова Н.И., Черкасов В.С., Шаповалов Н.Н. Прессованные материалы автоклавного твердения с использованием отходов производства керамзита // Строительные материалы. 2012. № 3. С. 1415.

20. Алфимова Н.И., Шаповалов Н.Н., Абросимова О.С. Эксплуатационные характеристики силикатного кирпича, изготовленного с использованием техногенного алюмосиликатного сырья // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2013. №3. С. 11-15.

21. Алфимова Н.И., Шаповалов Н.Н. Материалы автоклавного твердения с использованием техногенного алюмосиликатного // Фундаментальные исследования. 2013. № 6 (ч. 3). С. 525-529.

© Калатози В.В., Ильинская Г.Г., Никифорова Н.А., 2016

УДК 691.544: 666.949

О.В.Хохряков

канд. техн. наук, доцент КГАСУ e-mail: olvik@list.ru Э.Ф.Кашаев магистрант e-mail: e.f.kashaev@ya.ru Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г.Казань, РФ

ПОЛУЧЕНИЕ ЦЕМЕНТОВ НИЗКОЙ ПОДОПОТРЕБНОСТИ НА ОСНОВЕ СМЕШАННОГО КАРБОНАТНО-КРЕМНЕЗЕМИСТОГО НАПОЛНИТЕЛЯ

Аннотация

Проведены сравнительные испытания цементов низкой водопотребности при разном содержании карбонатного и кремнеземистого наполнителей. Получен состав ЦНВ-50 с оптимальным количеством этих наполнителей и наилучшими прочностными показателями.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №2/2016 ISSN 2410-6070

Ключевые слова

Цемент низкой водопотребности, суперпластификатор, помол, наполнители.

Несмотря на обширные разработки и исследования в цементной промышленности, проблема эффективного использования сырья и снижения расхода дорогостоящего цемента все еще остается актуальной.

Существует четыре основных способа смягчения сырьевых, энергетических и экологических проблем производства цемента[1, с.190]:

1) Совершенствование технологий производства цемента, однако перспективы весьма ограничены.

2) Производство смешанных цементов за счет помола клинкер с минеральными добавками. Проблема таких цементов в большой водопотребности.

3) Получение тонкомолотых цементов с содержанием минеральных добавок до 50%. Экономия клинкера существенна лишь в бетонах низких марок.

4) Производство цементов низкой водопотребности за счет совместного помола рядовых цементов и наполнителей с суперпластификатором.

Последнее направление является наиболее перспективным, поскольку технология ЦНВ позволяет заменять до 80% клинкерной составляющей на наполнители минерального происхождения или техногенные отходы.

В нашей работе выполнена работа по получению ЦНВ с заменой 50 % портландцемента на отходы производства - мука известняковая, которая получена из высевок дробильно-сортировочных узлов и шлак доменный - отход производства чугуна.

С использованием указанных отходов исследованы следующие виды ЦНВ-50:

1. ЦНВ50-И - цемент низкой водопотребности на основе карбонатного наполнителя - известняковой муки (И). Способ получения - двухстадийный помол, при котором первоначально производился помол портландцемента (ПЦ) с суперпластификатором СП-1 (ОАО «Полипласт») до удельной поверхности 45005000 см2/г в течение 4,5 минут (ЦНВ-100). На втором этапе в мельницу досыпали известняковую муку и домалывали в течение 1,5 минуты. Соотношение портландцемента и муки принято 50:50.

2. ЦНВ50-Ш - цемент низкой водопотребности с использованием кремнеземистого наполнителя -доменного шлака (Ш). Способ получения - одностадийный помол. В мельницу одновременно загружали смесь портландцемента, доменного шлака и суперпластификатора и совместно их мололи в течение 6,5 минут. Соотношение портландцемента и шлака принято 50:50.

3. 11НВ50-И111 - цемент низкой водопотребности одновременно содержащий карбонатный (известняковая мука) и кремнеземистый (доменный шлак) наполнители. Способ получения - двухстадийный помол, при котором на первой стадии совместно перемалывали портландцемент, шлак и суперпластификатор до с удельной поверхности 4500-5000 см2/г, а на второй - добавляли известняковую муку. В результате изготовлены четыре марки ЦНВ50-ИШ со следующими соотношениями портландцемент:мука:шлак -50:10:40, 50:20:30, 50:30:20, 50:40:10.

Во всех случаях содержание суперпластификатора составило 1,5 % от массы вяжущего. Удельную поверхность определяли на приборе ПСХ-12. Прочность при изгибе и сжатии - по ГОСТ 310.4, нормальная густота и сроки схватывания - ГОСТ 310.3. Сравнительные характеристики представлены в таблице 1.

Таблица 1

Наименование параметра Виды вяжущих

ЦНВ-50И ЦНВ-50Ш ЦНВ-50ИШ при соотношении ПЦ:И:Ш

50:10:40 50:20:30 50:30:20 50:40:10

Содержание суперпластификатора СП-1, % от массы вяжущего 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Удельная поверхность, см2/г 4850 4800 4780 4700 4700 4700

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №2/2016 ISSN 2410-6070

Продолжение таблицы 1

Истинная плотность, кг/м3 2900 2940 2930 2920 2910 2900

Нормальная густота, % 21 22 21 22 22 23

Сроки схватывания, ч:мин:

-начало 2:50 2:50 2:10 2:20 2:30 2:40

-конец 6:20 6:20 5:50 6:00 6:00 6:00

Водоцементное отношение (ГОСТ 310.4) 0,3 0,31 0,3 0,31 0,31 0,32

Расплыв конуса (ГОСТ 310.4), мм 115 120 120 125 125 120

Снижение водопотребности, % 32 30 32 30 30 25

Рисунок 1 - Влияние соотношения известняк-шлак на прочность при сжатии

ЦНВ50-ИШ

Как видно из результатов табл.1 и рис. 1, наибольший рост прочности достигается при содержании известняка и шлака в ЦНВ-50ИШ, соответственно, 10 и 40 %. На 28 сутки она возросла на 17 %, после пропаривания - на 27 %. Очевидно, что совместное введение наполнителей оказывают положительное влияние на прочность ЦНВ в сравнении с их индивидуальным использованием.

Таким образом, получен оптимальный состав ЦНВ-50, содержащий как карбонатный, так и кремнеземистый отходы производства и по свойствам не уступающий рядовому портландцементу.

Список использованной литературы:

1. .Хозин В.Г., Хохряков О.В., Сибгатуллин И.Р. Красиникова Н.М. Производство ЦНВ из техногенных отходов - эффективный путь решения экологических и сырьевых проблем // Строительные материалы и изделия. - Издательство ВСГУТУ. Улан-Удэ,2012. - С. 190-193.

2. Юдович Б.Э., Зубехин С.А., Фаликман В.Р., Башлыков Н.Ф. Цемент низкой водопотребности: новые результаты и перспективы // Цемент и его применение, 2006, № 4. - С. 80-84.

3. Хозин В.Г., Хохряков О.В., Сибгатуллин И.Р. Цемент низкой водопотребности и способ его изготовления // Патент РФ №2379240, опубл. 20.01.2010, дата приоритета 15.05.2008 .

© О.В. Хохряков, Э.Ф. Кашаев. 2016г.