вяжущее

Формула изобретения

Вяжущее, включающее портландцементный клинкер, двуводный гипс и горную породу, отличающееся тем, что в качестве горной породы используют кальций-магний-силикатсодержащую горную породу - диопсид, при этом дополнительно содержит электролиты - Fe₂(SO ₄)₃ или Al₂(SO₄)₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцементный клинкер	85-89
диопсид	5-9
электролиты	1
двуводный гипс	5

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения вяжущего и изделий на его основе, причем для его производства может быть применен портландцементный клинкер, хранившийся длительное время, в том числе во влажных условиях.

Известно вяжущее, включающее портландцементный клинкер, термообработанную активную минеральную добавку и гипс [патент № 2122530. Портландцемент, МПК С04В 7/13, опубликованный 27.11.1998 г.]. Однако увеличение прочностных характеристик у данного вяжущего не достаточно высоко. Кроме того, способ его получения усложняется обязательной высокотемпературной обработкой минеральной добавки при температуре 1100-1300°С, что приводит к дополнительным затратам и удорожанию вяжущего.

Известно также вяжущее на основе портландцементного клинкера, содержащее два вида клинкера с различным содержанием трехкальциевого алюмината, и гипса [патент № 2123984. Специальный портландцемент, МПК С04В 7/02, опубликованный 27.12.1998 г.]. Оно может содержать активные минеральные и гидрофобизирующие добавки, ускоритель твердения и полимеры. Однако прочностные характеристики цементного камня на этом вяжущем не достаточно высоки. Кроме того, данное вяжущее имеет сложный состав, что приводит к нестабильности его химического состава и усложняет технологию производства вяжущего.

По своей технической сущности наиболее близким к данному изобретению по совокупности признаков является вяжущее [патент № 2320592. Цемент с минеральными добавками, МПК С04В 7/13, опубликованный 27.03.2008 г., прототип], содержащее портландцементный клинкер, двуводный гипс и магнийсиликатную горную породу - верлит.

Однако данное вяжущее также имеет не достаточно высокие прочностные показатели цементного камня (47,9-61,0 МПа).

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении прочности цементного камня.

Поставленная задача решается следующим образом. Вяжущее содержит портландцементный клинкер, диопсид, электролиты (Fe₂(SO₄) ₃ или Al₂(SO₄)₃), двуводный гипс, при следующем соотношении компонентов, мас.%.: портландцементный клинкер - 85-89, диопсид - 5-9, электролиты (Fe₂(SO ₄)₃ или Al₂(SO₄)₃ ) - 1, двуводный гипс - 5.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении получения вяжущего с более высокой прочностью цементного камня, чем получаемые известным способом при тех же технологических параметрах подготовки и обработки компонентов. Кроме того, для производства вяжущего при этом можно использовать портландцементный клинкер, хранившийся длительное время, включая хранение во влажных условиях.

В вяжущем в качестве добавок использованы кальций-магний-силикатсодержащая горная порода - диопсид (см. табл.1), которая является природным сырьем, и электролиты (Fe ₂(SO₄)₃ или Al₂(SO ₄)₃).

Кальций-магний-силикатсодержащая горная порода - диопсид и электролиты используются в качестве компонентов вяжущего при его совместном помоле с портландцементным клинкером и гипсом до удельной поверхности 300-350 м² /кг. Совместный помол исходных компонентов обеспечивает не только их тонкое измельчение, но и активацию частиц. В сырьевой смеси происходят взаимодействия, что влияет на гидратационную активность и увеличение прочности цементного камня.

Исследуемые составы гидравлических вяжущих и полученные их прочностные характеристики представлены в табл.2-3.

Таблица 1
Химический состав диопсида
Наименование оксидов	SiO2	CaO	MgO	Al2O3	Fe2O3	Na2O	K2O	TiO 2	п.п.п.
Содержание оксидов, мас.%	56,5	25,9	15,84	1,0	0,7	0,1	0,1	0,1	0,6

Наиболее значительный эффект повышения прочности достигается при введении в состав вяжущего, мас.%, портландцементный клинкер - 85-89, диопсид - 5-9, электролиты (Fe₂(SO₄)₃ или Al₂ (SO₄)₃) - 1, двуводный гипс - 5. Изменение количественного состава не дает положительного эффекта и приводит к снижению прочности цементного камня.

Помол сырья до удельной поверхности менее 300 м²/кг является недостаточным, так как прочность цементного камня при этом снижается. Измельчение сырья до удельной поверхности свыше 350 м²/кг является экономически необоснованным, так как затраты электроэнергии существенно выше, а увеличение прочности цементного камня при этом незначительное.

Предлагаемое вяжущее имеет следующие преимущества по сравнению с известным (прототипом):

- по сравнению с прототипом увеличены прочностные показатели цементного камня в 1,9-2,4 раза (при использовании портландцемента, хранившегося 7 суток в нормальных условиях),

- по сравнению с составом, изготовленным без добавок, твердевшим в нормальных условиях, увеличены прочностные показатели цементного камня:

- в 1,7 раза в случае использования клинкера, хранившегося не более 60 суток в нормальных условиях;

- в 1,8-2,0 раза в случае использования клинкера, хранившегося длительное время, включая хранение во влажных условиях,

- по сравнению с составом, изготовленным без добавок, твердевшим в условиях тепловлажностной обработки, увеличены прочностные показатели цементного камня:

- в 1,9 раза в случае использования клинкера, хранившегося не более 60 суток в нормальных условиях;

- в 1,8-2,0 раза в случае использования клинкера, хранившегося длительное время, включая хранение во влажных условиях.