ВЯЖУЩЕЕ
BINDER

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения композиционных вяжущих.
Известна сухая цементная смесь, включающая: портландцемент, суперпластификатор С-3, минеральную добавку в виде вулканической породы, или туфа, или пемзы, или перлита (RU №2148041, МПК C04B 7/13).
Недостатком известной сухой цементной смеси является низкая прочность цементного камня.
Задачи, на решения которых направлено предлагаемое решение, - повышение прочности цементного камня и получение продукции высокого качества на основе композиционного вяжущего.
2
Технический результат достигается тем, что вяжущее, содержащее цемент ЦЕМ 1, минеральную добавку - молотую опоку, предварительно подвергнутую термической обработке, при этом указанная опока имеет удельную поверхность не менее 660 м/кг, а указанная термическая обработка проведена в течение 15-25 минут при температуре 450-510°С, при следующем содержании компонентов, %:
Цемент ЦЕМ 1
75-90
Указанная опока
остальное.
В данной работе исследовались попутнодобываемые опоки Коркинского угольного бассейна Урала, отсев дробления кварцитопесчанника Лебединского месторождения КМА, а также песок Нижне-Ольшанского карьера Белгородской области.
2
Введение в состав композиционного вяжущего до 25 процентов тонкоизмельченной кремнистой породы, например, опоки с удельной поверхностью 660 м/кг не приводит к снижению активности цементного камня.
3
Опока - легкая плотная микропористая порода, сложенная в основном мельчайшими (менее 0,005 мм) частицами опал-кристобалитового кремнезема. В различном количестве присутствует обломочный (преимущественно кварцевый) и глинистый материал. Органические остатки (панцири диатомей, раковины радиолярий, спикулы губок) редки и плохой сохранности. Цвет от светло-серого, буровато-серого до темно-серого и даже черного. Средняя плотность составляет 1100-1600 кг/м, пористость до 55% (обычно 30-40%). Прочность «нормальных» разностей от 5 до 20 МПа, выветрелых (трепеловидных) - от 3 до 7 МПа, крепких кремнеподобных - до 150 МПа, в некоторых разностях (обычно слабокарбонатных) присутствует цеолитовый компонент (до 10-20%). Химический состав опок Коркинского месторождения Челябинской области приведен в таблице 1.
Таблица 1 - Химическая характеристика опоки Коркинского месторождения Челябинской области
SiO<sub>2</sub>
Аl<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
MgO
SO<sub>2</sub>
п.п.п.
Активный кремнезем
80,96
7,33
4,95
1,30
0,76
следы
4,62
64,22
Повышение эффективности вяжущего при введении термообработанной опоки объясняется оптимизацией процесса структурообразования, термообработанные опаловидные составляющие выполняют роль как подложки в процессе структурообразования, так и активного составляющего.
2
Выделяющийся в процессе гидратации клинкерных минералов Са(ОН) связывается активным кремнеземом с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция, отличающимся по габитусу кристаллов основной матрицы.
Экспериментально доказано, что термообработка кремнистых пород при температуре Т=500°С в течение 20 минут повышает их активность. При этом предел прочности при сжатии композиционного вяжущего возрастает на 40% при замене 25% клинкерного составляющего.
Пример
2
250 кг (25 мас.%) опоки Коркинского месторождения подвергались термической обработке при 500°С в течение 20 мин, затем измельчались до удельной поверхности 700 м/кг и смешивался с цементом (ЦЕМ I ГОСТ 31108-2003 производства ЗАО «Белгородский цемент»), взятом в количестве 750 кг (75 мас.%). Полученное композиционное вяжущее тщательно перемешивалось в турбосмесителе.