Добавка к цементу
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 10. 07. 81 (21) 3345175/29-33 (51) М.ICn с присоединением заявки № (23) Приоритет
С 04 В 7/35
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (33) УДК ббб. 972 (088. 8) Опубликовано 15р 3.83. Бюллетень ¹10
Дата опубликования описания 150383
3.Б. Энтин, Б.С. Альбац, С.A. Даштоян ! и Э. A. Атаян Я," :, Ъ) .; 1:...: .(::: :- " :г " 1
Государственный всесоюзный научно-исследовательсяий -.:. институт цементной промышленности (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (,54) ДОБАВКА K ЦЕМЕНТУ
Настоящее изобретение относится к технологии производства цемента и может быть использовано в промышленности строительных материалов.
Известна добавка к цементу, включающая шлак цветной металлургии в количестве до 30% .(1 j.
Недостатком изВестной добавки яв- ляется низкая гидравлическая активность. Прочность при сжатии цемента с добавкой шлака цветной металлургии практически во все сроки твердения ниже, чем у бездобавочного цемента на 5-10% и приближается к прочности цемента с добавкой такой малоактивной добавки, как глиеж.
Наиболее близкой к изобретению по технической сушности и достигаемому эффекту является комплексная добавка к цементу,включаюшая активный кремнеземистый материал опоку или трепел, вводимый при помоле до
15% и нитрит натрия, вводимый с водой затворения в количестве до 2% от массы цемента 523.
Недостатком этой добавки является сложность ее введения в цемент (часть вводится при помоле, часть - с водой затворения). Кроме того, нитрит натрия не воздействует на рН среды, а при наличии активного кремнеземистого материала последний интенсивно взаимодействует с гидроокисью кальция, 5 снижая тем самым щелочность (рН) сре ды. При этом защитная пленка, образующаяся на арматуре, растворяется и коррозия арматуры прогрессирует.
Целью изобретения является повы10 шение коррозионной стойкости арматуры в цементном камне.
Поставленная цель достигается тем, что добавка к цементу, включающая пемзу или опоку, дополнительно содержит шлак цветной металлургии с
30-60 вес.% Fe0 при, следующем содержании компонентов, вес. %: Пемза или опока 30- 70
Шлак цветной металлургии с 30-60 рес.%
FeO 30- 70
В процессе гидратации смешанного цемента, в состав которого входят
СаО, Si02, FeO в достаточно больших количествах происходит интенсивное взаимодействие шлакового стекла с водой. Са(ОИ)2 катализирует это взаимодействие. При этом рН среды возрастает.
1004290
И:> вестно, что скорость коррозии а1 матуры в щелочной среде и нейтраль-, ной среде определяется поступлением кислорода к коррозирующей поверхности.
Наличие в гидратирующейся системе двухвалентного железа, являющегося .и н те н си в ным акцеп тором кислорода, пре пятствует проникновению последнего к поверхности арматуры. В результате арматура не корродирует.
Комплексную добавку готовят сле- 0 дующим образом.
Активный кремнеземистый материал и шлак цветной металлургии смешивают в заданном соотношении и подают через отдельное дозирующее устройство в 5 цементную мельницу. В качестве шлака цветной металлургии могут быть использованы свинцовый шлак, медеплавильный шлак, никелевый шлак или . кобальтовый, содержание еО в указанных шлаках должно находиться в пределах от 30 до 60 вес.Ъ.
Химические составы укаэанных шлаков приведены в табл. 1.
Составы добавки и свойства цемента с добавкой приведены в табл.2.
При наличии в составе цемента в качестве добавки только одного шлака цветной металлургии высокая кор-. розионная стойкость арматуры наблюдается в течение относительного ко- З0 роткого срока твердения, после чего коррозия начинает прогрессировать.
Коррозионная стойкость арматуры в бетоне на основе цемента с предлагаемой комплексной добавкой остается вы- 5 сокой на протяжении длительного перио да твердения.
Указанный эффект объясняется тем, что двухвалентное железо. входящее в состав шлака в виде FeO, взаи 4р модействуя с кислородом, постепенно окисляется до Fe>0> доступ кислорода к арматуре облегчается и коррозия начинает прогрессировать. Имеющихся в составе цементного камня гидроаиликатов кальция недостаточна для образования плотной структуры, кальматирующей поры и за счет этого надежно экранирующей арматуру от коррозии.
В том же случае, когда наряду со шлаком в составе добавки имеется еще и активная кремнеземистая добавка, количество гидросиликатов кальция образуется больше. Структура цементого камня становится плотнее и доступ кислорода к арматуре оказывается перекрытым.
0 таком механизме действия комплексной добавки свидетельствуют данные по измерению капиллярной пористости, определенной в цементном камне с помощью ртутной порометрии.
Пониженная плотность образцов из цемента с преимущественной добавкой кремнеземистого компонента обусловлена высокой водопотребностью последнего. Та же особенность для образцов из цемента с преимущественной добавкой шлака цветной металлургии обусловлена снижением в твердеющем цементном камне общего количества гидросиликатов кальция.
При оптимальном соотношении в составе добавки активного кремнеземистого компонента и шлака цветной металлургии (соответственно от 30 до 70 вес.Ъ и от 70 до 30 вес.%) плотность цементного камня максимальна, Той же тенденции подчиняется и рост прочности образцов при длительных сроках твердения.
Таким образом, комплексная добавка, включающая активный кремнеземистый компонент,опоку или пемзу и шлак цветной металлургии с содержанием
FeO от 30 до б0 вес. Ъ, позволяет получить новый, устойчивый во времени эффект, отличающийся от эффекга каждого иэ компонентов комплексной добавки.
< Ъ с ь
<Ч
\ ь
«Ъ с
Ю
< Ъ
Яб
<п
Ю
1 .
\Э с
< Ъ
Ю
<Ч !
< +<«Ъ с ь
an ь с
D о
В:(«< с ь о
Вф
РЪ ь с ь о
1-! с < с ь о бс(<Ч
Фс
<Ч
an с ь
an ь
Ю с ь
Фф о Cf .о
° « ь
< Ъ ь
O) ь
1
<О
Cl о
C( о о !
<п
an. ° .с С< с!! с ь <<<
Cf о <Ч «< «< СЧ <<с 1! <Ъ с о ° < < ° о ° Ъ <<< < Ъ <Ч «3 ! <Ч <Ч 1 ! с Ф < м an <«< б <Ч ь « <<Ъ <"Ъ < ° «Ъ <"Ъ I ь РЪ 1 I Ч э! с <Ч М Nl <Ч <О м О Cl О Ф 4! <О I 3 Я о а з М а о а ф el 3 3 <<б ДЧ «! «< и < — "-.— ! К.б 1 о <О I C I 1 Xà е — - — нФ I 1 Q. t О "1 1 CJ 1 1 1! 1 1 I о.< I I K .1 1 1! 1 с 1 1 1 I о к ° -! ! с! I 1 1 о < é> 1 . 1 1 I 1 1 О I J о <Ч У. 1 + а ° 1 1 < 1;Ф I . 1 I 1 о 1 <Ъ I <б 1 ! «Ъ ! 1 9 ! <и I <: I 1 1 1 1 I I о о 1 б<е I 1 1 1 «Ъ 1 о I ч I 1 < 1 ! — -! I Ч t 1 . < I <<> ! ! В 1 и I I З Я 1 1004290 Ф ч I 1 Е б 1004290 Т а б л и ц а 2 Предел прочности цемента с 15% добавки (МПа), через Состав добавки, вес. Ъ 28 сут 3 мес. 6 мес 1 1 28 сут. 3 мес. 6 мес. Пемза 30 Шлак никелевый 70 30 40,2 45,0 52,1 Нет То же 0,081 Пемза 50 Шлак медеплавильный 50 45 41,2 48,3 53,8 Нет. То же 0,058 Пемза 70 Шлак свинцовый 30 0,073 60 43,8 46,8 47,2 0,13 0,21 0,22 Пемза 25 Шлак никелевый 75 25 36, 4 41,7 49,9 Нет То же 0,08 0,090 Опока 30 Шпак кобальтовый 70 30 41,0 49,3 54,0 Нет То же 0,075 Опока 50 Шлак медеплавильный 50 45 42,3 90,3 55,1 0,08 Нет То же 0,081 Опока 70 Шлак свинцовый 30 60 44,0 46,7 48,3 0,18 0,24 0,23 0,102 Опока 75 Шлак свинцовый 25 0,097 0,198 0,23 0,31 0,49 0,62 0,76 0,92 44,7 47,1 47,9 44 5 46 8 47 2 Опока 100 Прототип Пемза Нитрит натрия 98 0,178 43,2 45,2 46,5 0,22 0,28 0,31 Опока Нитрит натрия 98 0,172 45,0 47,1 47,7 0,27 0,32 0,40 Известный Шлак Медеплавильный 100 45 35,6 42,5 46,4 Нет 0,18 0,37 0,142 Формула изобретения роэионной стойкости арматуры в цементном камне, она содержит шлак пем цветной металлургии с .30-60 вес. Ъ Я ЕeO при следующем соотношении комкор- 65 понентов, вес. %: Добавка к цементу, включающая зу или опоку, о т л и ч а ю щ а с я тем, что, с целью повышения Содержа ние ГеО в шлаке Потери веса арматуры (степень коррозии), мг/г, через Капиллярная пористость, см 9/г (размер пор 200-10 Х), через 6 мес 1004290 30- 70 Составитель Ф. Сорина Техред Е. Харитончик Корректор С. Шекмар Редактор А. Химчук Заказ 1782/26 Тираж 620 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Пемза или опока Шлак цветной металлургии с 30-60 вес.Ъ 1- e0 30-70 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бун И.М. и др. Использование медеплавильного шлака в проиэводстве цемента. Реферативная информация ВНИИЭСМ МПСМ СССР "Использование отходов и попутных продуктов для изготовления строительных материалов, изделий и конструкций". Вып. 4, 1974, с. 11-14. 2. Алексеев С.Н. Коррозия и защита арматуры в бетоне. М., Госстрой издат, 1962, с. 94-96 (прототип).
