НАНОВЯЖУЩЕЕ
NANOBINDER

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно вяжущих для бетонов и растворов, применяемых в строительстве, а также для получения композиционных конструкций и изделий, изготавливаемых на основе вяжущих, наполнителей и/или заполнителей и армирования и применяемых в различных областях техники.
Известно вяжущее для производства бетонов и растворов, представляющее портладнцемент, получаемый путем обжига и помола клинкера до образования частиц с определяющими размерами традиционных цементных фракций (см. Политехнический словарь, М., 1980, стр.401).
Однако получаемые из известного вяжущего бетоны и строительные растворы имеют прочность и основные эксплуатационные характеристики - морозостойкость, водонепроницаемость, долговечность, ограниченные тонкостью помола и степени образования при этом контактной поверхности с другими склеиваемыми в скелете каменной структуры частицами при затворении водой и последующем твердении.
Повышение тонкости помола всей массы известного вяжущего для получения более высокомарочных видов вяжущего, конструкций и изделий на его основе излишне энерго- и трудоемко, а также имеет ограниченные возможности предельного увеличения прочностных характеристик, определяемые законами механики трехмерных диссипированных структур и выше, технологически освоенных показателей нерентабельно, по соотношению затраты - достигаемый результат.
Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении марки вяжущего и обеспечении возможности повышения прочности, морозостойкости, долговечности и, при необходимости, водонепроницаемости бетонов, растворов, а также конструкций и изделий, изготавливаемых с использованием предлагаемого нановяжущего при улучшенном соотношении затраты - достигаемый результат.
Поставленная задача решается тем, что нановяжущее для бетонов и строительных растворов, согласно изобретению содержит способную образовывать твердеющие от затворения жидкостью, например водой, системы типа моноструктурного искусственного камня или многокомпонентного, включающего заполнитель прочного конгломерата фракционированную композицию, более половины масс-процентного состава которой представляет собой частицы с размерами, традиционными при производстве цемента, образованные помолом исходного спеченного цементного клинкера, остальная часть представляет собой частицы более тонкого помола, чем при производстве традиционного цемента, включающие две нанофракции, размеры частиц которых в первой из указанных фракций приняты не более 0,14 от наименьшего определяющего размера частиц традиционного цементного помола с содержанием в составе вяжущего 1,2-35 мас.%, а определяющие размеры частиц второй нанофракции в составе нановяжущего также приняты составляющими не более 0,14 от среднестатистической величины соответствующих параметров частиц первой из указанных нанофракций с содержанием 0,6-35 мас.% от массы частиц первой из указанных нанофракций.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, выражается в получении более высокопрочного вяжущего, а также в повышении прочностных и основных эксплуатационных характеристик - морозостойкости, долговечности и, при необходимости, водостойкости бетонов, защитных и связующих конструктивные элементы растворных слоев, что достигается за счет найденного в изобретении ранее неизвестного системного решения, выражающегося в комплексном использовании в вяжущем фракционированного по определяющим размерам сочетания наночастиц в общем составе комплексной нанодобавки, образованной из количественно убывающих размеров относительно предыдущей нанофракции в общем составе вяжущего и при определенном масс-процентном содержании по отношению к предыдущей фракции.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Нановяжущее для бетонов и строительных растворов включает способную образовывать твердеющие от затворения жидкостью, например водой, системы типа моноструктурного искусственного камня или многокомпонентного включающего заполнитель прочного конгломерата, фракционированную композицию, более половины масс-процентного состава которой содержит частицы с определяющими размерами, традиционными при производстве цемента, образованные помолом исходного спеченного цементного клинкера. Нанодобавки в виде частиц более тонкого помола, чем при производстве традиционного цемента, включающие две нанофракции, определяющие размеры которых в первой из указанных фракций приняты не более 0,14 от определяющего наименьшего размера частиц традиционного цементного помола с содержанием в составе вяжущего не менее 25-35 мас.%. Определяющие размеры второй нанофракции в составе вяжущего также приняты убывающими не более, чем в 0,14 раз относительно соответствующих параметров наночастиц первой из указанных нанофракций, а содержание 25-35 мас.% от массы наночастиц первой из указанных нанофракций. Пример реализации изобретения.
Изготавливают нановяжущее путем спекания в клинкер следующих компонентов, мас.%:
известняк
65-75
глина
22-25
гипс
3-4
корректирующие добавки
1-3
Осуществляют помол полученного клинкера или домол портландцемента марки 500 со средней традиционной крупностью частиц от 50 мкм.
Получают нановяжущее, в котором более половины масс-процентного состава представляет собой частицы с размерами, традиционными при производстве цемента, остальная часть представляет собой частицы, полученные более тонким помолом, чем при производстве традиционного цемента, включающие две нанофракции, определяющие размеры частиц которых в первой из указанных фракций приняты 0,14 от наименьшего определяющего размера частиц традиционного для цемента помола с содержанием в составе вяжущего 12 мас.%, а определяющие размеры частиц второй нанофракции в составе нановяжущего также приняты составляющими 0,14 от среднестатистической величины соответствующих параметров частиц первой из указанной нанофракции с содержанием 12 мас.% от массы частиц первой из указанных нанофракций.
Полученное высокопрочное вяжущее марки 600 при использовании его в составе сырьевых смесей для приготовления бетона или раствора способствует повышению прочности на 20%, морозостойкости на 15%.