СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩИХ ДЛЯ БЕТОНОВ
METHOD OF MAKING CONCRETE BINDER

Изобретение относится к строительной индустрии, а именно к технологиям производства вяжущих.
Известно, что вяжущее, включающее портландцементный клинкер, гипс и обожженную минеральную добавку, в качестве минеральной добавки содержит обожженный глинистый сланец при соотношении компонентов, мас.%: обожженный глинистый сланец - 20-50, гипс - 2,5, портландцементный клинкер - остальное. RU 95113243, МПК С04В 7/12.
Известен способ получения смешанного вяжущего, включающий раздельный помол портландцемента и песка с последующим их смешением, при этом перед смешением осуществляют мокрый помол песка до зернового состава, соответствующего остатку на сите 63 мкм 5-20%, и дополнительно стабилизацию суспензии кремнезема в течение 4-5 ч при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 25-80; суспензия кремнезема (в пересчете на сухое вещество) 20-75. RU 95113243, МПК С04В 7/12.
Недостатком известного способа получения смешанного вяжущего являются высокие энергетические затраты при мокром помоле песка, низкие свойства бетонов, полученных с применением полученных вяжущих.
Задачи, на решения которых направлено предлагаемое решение, - снижение энергетических затрат и повышение прочностных и жаростойких свойств бетонов на основе вяжущих.
Суть предлагаемого способа получения вяжущего для бетонов в следующем. Проводят помол портландцемента. Раздельно осуществляют мокрый помол кварцитопесчанника до зернового состава, соответствующего остатку на сите 60 мкм 5-25%. При этом предварительно или совместно с мокрым помолом производят акустическую обработку суспензии посредством звуковых колебаний и дополнительно стабилизацию суспензии кварцитопесчаника в течение 2-4 часов при следующем соотношении компонентов массе %:
- портландцемент 35-80,
- суспензия кремнезема кварцитопесчанника (в сухом веществе) - 20-65.
Замена песка на кварцитопесчанник позволяет снизить энергетические затраты, так как по своей структуре кварцитопесчанник имеет больше кристаллических дефектов, легче разрушается при помоле до необходимых фракций. Ультразвуковая обработка суспензии способствует образованию микротрещин в кристаллах кварцитопесчанника и механоактивации суспензии, и в дальнейшем способствует более эффективному помолу с низкими знергетическими и временными затратами.
В то же время бетоны, полученные на смешанном активированном в кавитационном поле ультразвуковой частоты вяжущем: портландцемента с суспензией кварцитопесчанника, как показывают полученные результаты, по своим прочностным свойствам (в 2-3 раза) и жаростойким свойствам выше бетонов, полученных на других вяжущих.
В процессе экспериментальных работ выявлено, что наиболее оптимальным соотношением компонентов является следующее:
- портландцемент - 70%,
- суспензия кварцитопесчанника - 30%.
Бетоны, полученные на данном вяжущем, обладают высоким качеством по прочности и жаростойкими характеристиками.
Пример.
Готовят нанодисперстный модификатор (НДМ) (высококонцентрированная водная суспензия кварцитопесчанника) следующим образом. Дробление и просеивание на сите кварцитопесчаника, далее кварцевый компонент, электролит, вода в дозированном объеме подается в реактор, где происходит их ультразвуковая обработка при частотах 17-35 кГц, при этом происходит интенсивное развитие микротрещин в кристаллах кварцевого компонента, очищение от окисной пленки, их механическая активация. Затем суспензия подается в установку для помола, например в шаровую мельницу или дезинтеграторы.
Предварительная обработка суспензии кварцевого компонента (песка, кварцитопесчанника) перед помолом способствует в последующем более эффективному и производительному помолу при значительных снижениях энергозатрат и времени, что является важным фактором, особенно при больших объемах обрабатываемого материала.
Бетонная смесь изготавливается путем смешивания, например в лопастном смесителе, дозированных сырьевых компонентов: вяжущего, воды, суперпластификаторов, НДМ (высококонцентрированная водная суспензия кварцитопесчанника) и мелкого заполнителя.
3
Наиболее оптимальным соотношением компонентов является следующий их состав на 1 м бетона марки 100:
- портландцемент 414 кг;
- НДМ 222 кг;
- мелкий заполнитель 1380 кг;
- суперпластификатор 1,656;
- вода 109 л.