вяжущее

Формула изобретения

Вяжущее, содержащее цемент ЦЕМ 1 и минеральную добавку - молотую опоку, предварительно подвергнутую термической обработке, отличающееся тем, что указанная опока имеет удельную поверхность не менее 660 м²/кг, а указанная термическая обработка проведена в течение 15-25 мин при температуре 450-510°С при следующем содержании компонентов, %:

Цемент ЦЕМ 1	75-90
Указанная опока	остальное

Описание изобретения к патенту

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.

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 м²/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.

Введение в состав композиционного вяжущего до 25 процентов тонкоизмельченной кремнистой породы, например, опоки с удельной поверхностью 660 м²/кг не приводит к снижению активности цементного камня.

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/м³, 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
SiO2	Аl2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO2	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.

Выделяющийся в процессе гидратации клинкерных минералов Са(ОН) ₂ 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

250 кг (25 мас.%) опоки Коркинского месторождения подвергались термической обработке при 500°С в течение 20 мин, затем измельчались до удельной поверхности 700 м²/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.