Расширяющая добавка к цементу

 

Область применения: изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к изготовлению напрягающих, расширяющихся и безусадочных цементов. Сущность изобретения: расширяющая добавка к цементу включает, мас. глиноземистый шлак 4 6, двуводный гипс 22 24, доменный гранулированный шлак 60 69, отход производства мокрого обогащения железной руды на основе SiO₂ 5 10. Плотность цемента с предлагаемой добавкой составляет до 2400 кг/м³ прочность при сжатии 41,75 МПа, на растяжение при изгибе до 6,75 МПа, самонапряжение до 5 МПа. 2 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству напрягающих, расширяющихся и безусадочных цементов, используемых при возведении бетонных сооружений, эксплуатируемых в условиях повышенных температур, например резервуаров, хранилищ и др.

Известны составы напрягающих цементов, в которых в качестве расширяющего компонента содержатся глиноземистые шлаки и гипс [1] Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является расширяющая добавка к цементу, включающая глиноземистый шлак, гипс, известь и нитрилотриметилфосфоновую кислоту [2] Недостатками известных решений является сложная технология приготовления вяжущих, требующая совместного помола компонентов или их обжига, трудности транспортирования и хранения вяжущих, а также недостаточная стойкость бетона на их основе при эксплуатации их в условиях повышенных температур.

Цель изобретения получение расширяющейся добавки к цементу, обеспечивающей заданные свойства бетона, а также повышение точности в интервале температур до 100^оС при упрощении технологии приготовления.

Для этого расширяющая добавка к цементу, включающая глиноземистый шлак и гипс, дополнительно содержит доменный гранулированный шлак и отход производства мокрого обогащения железной руды на основе SiO₂ при следующем соотношении компонентов, мас.

Доменный гранули- рованный шлак 60-69 Глиноземистый шлак 4-6 Гипс 22-24 Отход производства мокрого обогащения железной руды на ос- нове SiO₂ 5-10 Доменный гранулированный шлак (ГОСТ 3476-74) отход металлургической промышленности, побочный продукт, образующийся при производстве чугуна.

Химический состав доменного гранулированного шлака, мас. SiO₂ 37,80; Al₂O₃ 12,71; Fe₂O₃ 0,40; CaO 41,92; MgO 4,56; TiO₂ 0,38; S 0,45; MnO 0,37.

Минералогический состав доменных гранулированных шлаков представлен двухкальциевым силикатом, геленитом, диопсидом и др.

Глиноземистый шлак (ТУ 14-11-137-81) представляет собой высокоглиноземистый доменный шлак, состоящий из однокальциевого и двухкальциевого алюмината, майенита и геленита и имеет следующий химический состав основных окислов, мас. SiO₂ 9,80; Al₂O₃ 39,50; CaO 39,52; SO₃ 2,40.

Гипсовый камень порода осадочного происхождения, состоящая в основном из минерала CaSO₄ ˙ 2H₂O. В качестве примесей входят минералы: доломит, ангидрид гидроокисиды железа, сера, кварцит и др.

Песок фабрики мокрого обогащения железной руды представляет собой отход производства, состоящий из кварца, кальцита, полевого шпата, слюды магнезита, роговой обманки и других минералов и имеющий следующий химический состав, мас. п. п.п. 4,14; SiO₂ 56,3; Al₂O₃ 14,9; FeO 5,82; Fe₂O₃ 12,5; MnO 0,49; CaO 20,64; MgO 3,7; SO₃ 0,58.

Таким образом, почти все составляющие расширяющейся добавки представляют собой отходы производства.

Все вышеперечисленные материалы высушивают до остаточной влажности 1-2% дозируют и измельчают в шаровой мельнице до удельной поверхности 3500±200 см²/г. Примеры соотношений компонентов предлагаемой добавки приведены в табл. 1.

Предлагаемую расширяющуюся добавку в количестве 20% смешивают с портландцементом М400. (Портландцемент алитовый, среднеалюминатный).

Опытные образцы для определения гидротермальной стойкости изготавливают одновременно с образцами для определения прочностных характеристик. Образцы испытывают через 30 сут водного твердения. К моменту испытаний часть образцов помещают в камеру с автоматическим регулированием температуры. Нагрев образцов осуществляют до 70 и 90^оС со скоростью 20^оС/ч. После нагревания образцы выдерживают при постоянной температуре в течение 7 сут. Затем образцы нагревают по циклу: нагрев, изотермическая выдержка 8 ч, охлаждение 7 ч. После этих термических испытаний в течение 30 сут образцы охлаждают до комнатной температуры и испытывают. Результаты испытаний образцов представлены в табл. 2.

Формула изобретения

РАСШИРЯЮЩАЯ ДОБАВКА К ЦЕМЕНТУ, включающая глиноземистый шлак и двуводный гипс, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно доменный гранулированный шлак и отход производства мокрого обогащения железной руды на основе SiO₂ при следующем соотношении компонентов, мас.

Глиноземистый шлак 4 6 Двуводный гипс 22 24 Доменный гранулированный шлак 60 69
Отход производства мокрого обогащения железной руды на основе SiO₂ 5 10

РИСУНКИ

Рисунок 1