СВИНЦОВОГЛИЦЕРАТНЫЙ ЦЕМЕНТ
LEAD-GLYCERATE CEMENT

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а более конкретно - к вяжущим веществам на основе оксидов свинца и глицерина, которые могут найти применение в строительстве в качестве материалов, обладающих повышенной прочностью.
Известна композиция для изготовления строительных изделий по патенту на изобретение RU 2182565, МПК С04В 12/00, G21F 1/04, опубл. 20.05.2002, которая содержит следующие компоненты, мас. %: технический глицерин - 6,9-7,1; оксид свинца - 50,1-51,8; воду - 1,0-1,1 и наполнитель (отход производства оптического стекла с размером частиц 0,315-0,63 мм) - остальное. Введение указанного наполнителя позволяет повысить среднюю плотность материала и уменьшить расход глицерина и оксида свинца. Недостатком является сравнительно низкая прочность при сжатии (23-30 МПа).
Известен также свинцовоглицератный цемент (СГЦ), содержащий (в мас. %):
оксид свинца - 87-99
глицерин - 0,5-12,5
вода - 0,5-0,7
2
-3
Компоненты тщательно перемешивают до однородной массы и при удельном давлении прессования 450 кг/см (45,0 МПа), формируют образцы-цилиндры диаметром и высотой 15×15*10 м, которые испытывают на прочность при сжатии в 28 суток твердения. При указанном давлении прессования прочность СГЦ составляет 30,0 МПа. К особенностям указанного СГЦ при его изготовлении следует отнести нагрев оксида свинца до 500°С и выбор модификации - глета (см. Халимова Т.А. Исследование процессов твердения свинцовоглицератного цемента. Дисс. к.х.н., Томск, 1973).
Недостатком этого цемента является сравнительно невысокая прочность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату к предлагаемому является вяжущее по заявке на изобретение RU 2014102995, МПК С04В 12/00, опубл. 10.08.2015, Б.И. №22.
2
3
2
Вяжущее (свинцовоглицератный цемент) содержит оксид свинца (II), глицерин, воду и нановолокнистый бемит - оксид алюминия (АlOOН+АlО в любом соотношении с удельной поверхностью, измеренной методом БЭТ, от 50 до 500 м/г) при следующем соотношении компонентов (в мас. %):
оксид свинца - 85-98
глицерин - 0,4-14,5
вода - 0,1-0,7
2
3
нановолокнистый бемит - оксид алюминия (АlООН+АlО)-0,01-0,03
В качестве оксида свинца (II) использован предварительно нагретый до 800°С глет.
Недостатком выбранного прототипа является сравнительно низкая прочность на сжатие.
Задачей настоящего изобретения является повышение прочности СГЦ на сжатие.
2
3
Задача решена тем, что заявляемый свинцовоглицератный цемент, как и вяжущее по прототипу, содержит глет, предварительно нагретый до температуры 800°С, глицерин в количестве, мас. %: 0,4-14,5, воду в количестве, мас. %: 0,1-0,7, нановолокнистый бемит - оксид алюминия (АlOOН+АlО) в количестве, мас. %: 0,01-0,03.
В отличие от прототипа свинцовоглицератный цемент дополнительно содержит гидроксид натрия в количестве, мас. %: 2-10, а глета - в количестве, мас. %: 80-93.
2
3
уд.
уд.
уд.
уд.
2
2
2
2
В частных случаях соотношение АlOOН:АlО в бемит - оксиде алюминия может составлять 0,5:1,0, удельная поверхность S бемит - оксида алюминия - 100 м/г, или 1:1 удельная поверхность S - бемит - оксида алюминия - 300 м/г, или 0,5:1,5, удельная поверхность S бемит - оксида алюминия - 500 м/г, или 1,5:0,5, удельная поверхность S бемит - оксида алюминия - 300 м/г.
Поставленная задача и технический результат решаются за счет введения в систему по прототипу дополнительно гидроксида натрия NaOH, который приводит к образованию алюминатов, выступающих в качестве дополнительных структурообразующих веществ в системе и тем самым повышает прочность СГЦ.
2
3
2
-3
Нановолокнистый бемит - оксид алюминия получают по технологии ООО «Новосибирские наноматериалы» в виде волокон, стабилизированных в глицерине, при любых соотношениях бемит - оксид алюминия (АlOOН-АlO). При этом удельная поверхность комплексной нанодобавки находится в пределах 100-500 м/г. Для изготовления вяжущего (СГЦ) согласно изобретению берут оксид свинца (II) в модификации глета, который предварительно нагревают до температуры +800°С в муфельной печи. Далее готовят смесь путем перемешивания до однородной массы и при удельном давлении прессования 45,0 МПа формуют образцы-цилиндры диаметром и высотой 15×15*10 м, которые затем испытывают в 28-суточном возрасте на прочность при сжатии.
Приготовление свинцовоглицератного цемента показано на конкретных примерах.
Пример 1.
Готовят смесь, содержащую (в мас. %):
оксид свинца (II) - 80,00 (в модификации глет свинцовый)
глицерин - 14,50
вода - 0,49
нановолокнистый бемит - оксид алюминия - 0,01
2
3
уд
2
(соотношение АlOOН:АlO равно 0,5:1,0; S=100 м/г)
гидроксид натрия - 5,00
Пример 2.
Смесь содержит (в мас. %):
оксид свинца (II) - 82,00
глицерин - 10,3
вода - 0,67
нановолокнистый бемит - оксид алюминия - 0,03
2
3
уд
2
(соотношение АlOOН:АlO - 1:1; S=300 м/г)
гидроксид натрия - 7,00
Пример 3.
Смесь содержит (в мас. %)
оксид свинца (II) - 89,0
глицерин - 0,40
вода - 0,58
гидроксид натрия - 10,0
нановолокнистый бемит - оксид алюминия - 0,02
2
3
(соотношение АlOOН:АlO - 0,5:1,5)
Пример 4.
Смесь содержит (в мас. %):
оксид свинца (II) - 93
глицерин - 4,48
вода - 0,5
нановолокнистый бемит - оксид алюминия - 0,02
2
3
уд
2
(соотношение АlOOН:АlO - 1,5:0,5; S=300 м/г)
гидроксид натрия - 2
2
3
Для приготовления СГЦ можно использовать любое соотношение АlOOН:АlO в бемите - оксиде алюминия, включая указанные в примерах 1-4, но в количестве 0,01-0,03 мас. % от общего содержания компонентов.
Результаты испытаний приводятся в табл. 1.
Из таблицы видно, что прочность на сжатие предлагаемого СГЦ возрастает по сравнению с прототипом на 10-30%. Пример №2 отвечает оптимальному соотношению компонентов, при котором происходит повышение прочности СГЦ на 30% в сравнении с прототипом.
При использовании гидроксида натрия в концентрациях за пределами указанного диапазона прочность в системе уменьшается, что связано с пониженной или, напротив, избыточной концентрацией гидроксида натрия, необходимой для протекания химических реакций образования алюминатов - дополнительных структурообразующих веществ в системе.