цемент

Формула изобретения

Цемент, содержащий портландцементный клинкер, гидрогранат кальция и сульфатный компонент, отличающийся тем, что он содержит гидрогранаты кальция состава

3CaO Al₂O₃ xSiO₂(6 2x)H₂O,

где x 0,01 0,15,

и гидрогранаты кальция состава:

3CaO Al₂O₃ xSiO₂(1,5 2x)H₂O,

где х 0,01 0,20,

и дополнительно доменный, или электротермофосфорный, или электротермосульфатный шлак при следующем соотношении компонентов цемента, мас.

Гидрогранаты кальция состава 3CaO Al₂O₃ xSiO₂(6 2x)H₂O 5 10

Гидрогранаты кальция состава 3CaO Al₂O₃ xSiO₂(1,5 2x)H₂O 5 10

Шлак 21 40

Сульфатный компонент (в пересчете на SO₃) 2 5

Портландцементный клинкер Остальноед

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов м может быть использовано при производстве цементов специального назначения.

Известно вяжущее [1] используемое для цементирования газовых и нефтяных скважин, включающее двуводный гипс, карбоалюминатный шлам, материал, содержащий низкоосновные силикаты кальция, и воду. Такие вяжущие обеспечивают сокращение сроков схватывания и повышение линейного расширения при повышенных температурах.

Недостаток известного решения в том, что при нормальных условиях твердения цементный камень не образуется.

Известен также шлакопортландцемент (ГОСТ 10178-85).

Недостатками шлакопортландцемента являются пониженная сульфатостойкость и малая величина самонапряжения (состав приведен в табл. 1, состав 1).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является цемент [2] содержащий расширяющую добавку в виде гидрогранатов кальция состава 3CaO(Al, Fe)₂XSiO₂(6-X)H₂O, где х=0,01-0,5 моль.д

при следующем соотношении компонентов по массе:

гипс 30-65

гидрогранаты кальция 25-69

известь 1-10

Цементы с такой добавкой обладают пониженной сульфатостойкостью и большими теплоэнергоpатратами на производство, так как не содержат в своем составе шлакового компонента.

В большинстве случаев получение сульфатостойких клинкеров не представляется возможным, поэтому сырьевая база для сульфатостойких шлакопортландцементов весьма ограничена.

Настоящая разработка направлена на устранение указанных недостатков и получение цемента с повышенной сульфатостойкостью и самонапряжением, что позволит применять такое вяжущее для изготовления самонапряженных изделий и конструкций, зачеканки швов, получения бесшовных полов и других строительных объектов, работающих в условиях агрессивных сред.

Сущность изобретения заключается в том, что цемент, включающий портландцементный клинкер, силикатный компонент, сульфатный компонент, в качестве алюинийсодержащей добавки содержит резкоразличающиеся по химической активности к сульфатному компоненту ингредиенты: гидрогранаты кальция (ГГК-1) состава 3CaOAl₂O₃XSiO₂(6-2x)H₂O, где x=0,01-0,15, и гидрогранаты кальция состава 3CaOAl₂O₃XSiO₂(1,5-2x)H₂O, где x=0,01-0,2, при следующем соотношении компонентов (мас.): ГГК 15-10, ГГК-25-10, силикатный компонент 21-40, сульфатный компонент (в пересчете на SO₃ 2-5, портландцементный клинкер остальное.

В качестве силикатного компонента предлагается использовать доменные гранулированные шлаки любого состава (по содержанию Al₂O₃), электротермофосфорные шлаки и электротермоссульфатные шлаки. Последние могут быть получены плавлением в электротермических печах сульфата кальция или сульфатных отходов с алюмосиликатными материалами, а в качестве сульфатного компонента гипсовый камень по ГОСТ 4013-82, а также сульфатные отходы в виде фосфогипса, фторогипса.

Были использованы

портландцементный клинкер Пикалевского объединения "Глинозем" химического состава (мас.):

ппп 2,08

SiO₂ 22,15

CaO 64,21

Al₂O₃ 4,54

Fe₂O₃ 3,36

MgO 1,25

Na₂O 0,66

K₂O 0,6

SO₃ 0,23

TiO₂ 0,32

доменные шлаки Череповецкого (А) и Магнитогорского (Б) металлургических комбинатов химического состава (А) (мас.):

SiO₂ 38,9

CaO 39,6

Al₂O₃ 8,9

MgO 10,54

Fe₂O 0,54

M_nO 0,29

S 0,59

химического состава (Б) (мас.):

SiO₂ 37,48

Cao 40,87

Al₂O₃ 11,0

FeO 0,25

MnO 0,21

S 0,93

TiO₂ 0,51

MgO 7,67

электротермосульфатный шлак СПТИ (ТУ) химического состава (мас.):

SiO₂ 41,25

CaO 46,83

Al₂O₃ 2,63

FeO 2,61

P₂O₅ 0,25

SO₃ 0,35

MgO 2,47

прочие 1,16

гидрогранаты кальция (ГГК-1) Пикалевского объединения "Глинозем" химического состава (мас.):

SiO₂ 0,1-1,58

Al₂O₃ 24,91-24,60

Fe₂O₃ 0,16-0,16

Na₂O 5,84-5,75

MgO 0,72-0,70

ппп 24,96-29,49

CaO 38,31-37,72

гидрогранаты кальция (ГГК-2) СПТИ (ТУ) химического состава (мас.):

SiO₂ 0,12-2,1

CaO 46,39-45,46

Fe₂O₃ 0,19-0,19

Na₂O₃ 6,92-6,78

Al₂O₃ 29,72-29,12

MgO 0,85-0,88

ппп 15,81-15,52

кварцевый песок Вольского месторождения химического состава (мас.):

SiO₂ 98,55

CaO 0,58

Al₂O₃ 0,64

Fe₂O₃ 0,13

прочие 0,1

фосфогипс Кингисеппского объединения "Фосфорит" химического состава (мас.):

SiO₂ 0,5

CaO 32,5

Al₂O₃ 0,6

Fe₂O₃ 0,2

P₂O₅ 1,6

SO₃ 44,3

H₂O 19,4

Компоненты измельчались до тонкости 10 остатка на сите 008, а затем перемешивались в лабораторном смесителе.

Таким образом было получено и испытано 8 составов многокомпонентных цементов. Цементы проходили стандартные испытания по ГОСТ 310.1.78, ГСОТ 310.4.76, а самонапряжение определялось по ТУ 26-21-13-90 (в кольцах).

Составы многокомпонентных цементов приведены в табл. 1, а свойства в табл. 2.

Из данных, приведенных в табл. 2, видно, что заявленные соотношения компонентов цемента являются необходимыми достаточными для обеспечения получения расширяющихся, безусадочных и самонапрягающих многокомпонентных цементов с повышенной сульфатостойкостью.