Строительный раствор с высокой стойкостью к высолообразованию
Владельцы патента RU 2376255:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" ("БГТУ им. В.Г. Шухова") (RU)
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам строительных растворов с высокой стойкостью к высолобразованию, используемых при производстве бетонных изделий и для кладки сооружений из кирпича. Строительный раствор включает портландцемент, песок и брусит, обожженный при температуре 1000°С в течение 10 минут, содержащий 97-99 мас.% оксида магния, размолотый до удельной поверхности 290-310 м2/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 22,50-24,75, песок 67,50-74,25, указанный брусит 1-10. Технический результат - повышение стойкости к высолообразованию. 1 табл.
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам строительных растворов с высокой стойкостью к высолобразованию, используемых при производстве бетонных изделий и для кладки сооружений из кирпича.
Известен декоративный портландцемент с высокой стойкостью к высолообразованию (Вилков С.М. Исследование процесса высолообразования при гидратации декоративного портландцемента и разработка методов его снижения: автореф. дисс.… канд. техн. наук: 05.17.11: защищена 7.01.1980 / Вилков Сергей Михайлович; Свердловский УПИ им. С.М.Кирова. - Свердловск, 1979. - 20 с.), состоящий из белого портландцементного клинкера, гипса и комплексной добавки, содержащей, мас.%:
| диатомит | 6 |
| кремнийорганическое соединение (ПМС) | 0,1 |
| пластификатор (ССБ) | 0,1 |
Количество комплексной добавки в цементе составляет 6,2% от массы цемента.
Недостатком такого портландцемента является низкая стойкость к высолообразованию.
Наиболее близким по технической сущности является строительный раствор с высокой стойкостью к высолообразованию при влажности 16% (Гальперина Т.Я. Влияние механохимической обработки на высолообразование строительного раствора. / Т.Я.Гальперина, В.Г.Кулебакин, Л.В.Потапенко. // Цемент и его применение. - 1999. - №5. - С.23-25), включающий следующие компоненты, мас.%:
| портландцемент | 16,06-17,01 |
| песок | 68,94-72,99 |
| хвосты обогащения медномолибденовой руды | 10-15 |
Недостатком такого раствора является низкая стойкость к высолообразованию.
Задачей изобретения является повышение стойкости строительного раствора к высолообразованию.
Технический результат достигается тем, что строительный раствор с высокой стойкостью к высолообразованию, состоящий из портландцемента и песка, включает брусит, обожженный при температуре 1000°С в течение 10 минут, содержащий 97-99 мас.% оксида магния, размолотый до удельной поверхности 290-310 м2/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| портландцемент | 22,50-24,75 |
| песок | 67,50-74,25 |
| указанный брусит | 1-10 |
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый строительный раствор отличается от известного количественным составом и введением нового компонента, а именно брусита, обожженного при температуре 1000°С в течение 10 минут, содержащего 97-99 мас.% оксида магния, размолотый до удельной поверхности 290-310 м2/кг. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Брусит Mg(OH)2 - белый мягкий камень с перламутровым блеском. Чистый крупнопластинчатый брусит - прозрачный, хрупкий.
Брусит в месторождении встречается в виде прожилок в серпентинитах и мраморизованных известняках, является сырьем для керамической, бумажной и огнеупорной промышленности. Химический состав (мас.%): MgO - 69, H2O - 31.
Брусит после высокотемпературного обжига можно использовать для получения порошков каустического магнезита и порошков спеченных периклазовых, предназначенных для производства огнеупоров. Применяется на предприятиях черной и цветной металлургии, цементной промышленности, в строительстве.
При приготовлении строительного раствора применяли портландцемент М 500 и природный Вольский песок. Брусит, обожженный при температуре 1000°С в течение 10 минут, содержащий 97-99 мас.% оксида магния, размолотый до удельной поверхности 290-310 м2/кг, получали из природного брусита Кульдурского месторождения.
Для этого природный брусит фракцией 1,25 мм и менее обжигали при температуре 1000°С с экзотермической выдержкой 10 мин (Черкасов А.В. Малоэнергоемкая технология вяжущих композиций с управляемым расширением на основе магнийсодержащих материалов: дис.… канд. техн. наук: 05.17.11: защищена 30.06.06 / Черкасов Андрей Викторович. - Белгород: Изд-во Белгородского ГТУ им. В.Г.Шухова, 2006. - 176 с.). После обжига брусит размалывают до удельной поверхности 290-310 м2/кг.
Строительный раствор готовят из портландцемента и песка в соотношении 1:3 при водоцементном отношении 40% и брусита, обожженного при температуре 1000°С в течение 10 минут, содержащего 97 -99 мас.% оксида магния, размолотого до удельной поверхности 290-310 м2/кг.
Строительный раствор получают тщательным смешением портландцемента и брусита, обожженного при температуре 1000°С в течение 10 мин, содержащего 97-99 мас.% оксида магния, размолотого до удельной поверхности 290-310 м2/кг. Затем добавляют песок и продолжают перемешивание еще 2 мин. Далее смесь затворяют водой при водоцементном отношении 40% и перемешивают в течение 1 мин.
Оценку склонности строительного раствора к высолообразованию определяли по методике Гипроцемента. Методику изменили, учитывая массу испытываемых образцов. Согласно измененной методике из раствора 1:3 при водоцементном отношении 40% готовят серию из трех образцов - кубиков с ребром 20 мм для каждого состава. После формования формы, заполненные раствором без избытка, закрывают металлическими пластинками. Щели между пластинкой и формой густо промазывают солидолом для предотвращения карбонизации поверхности образца. После односуточного пребывания в ванне с гидравлическим затвором образцы освобождают от форм. Каждый образец помещают в отдельный сосуд с дистиллированной водой и герметично закрывают. Объем дистиллированной воды в сосуде составляет 50 мл. В течение 4 сут каждые 24 ч пипеткой отбирают аликвотную часть - вытяжку объемом 1 мл, в которой титрованием определяют содержание окиси кальция. Воду в сосуде после каждого забора вытяжки меняют.
Для определения окиси кальция вытяжку титруют 0,01 н. раствором трилона Б в щелочной среде при рН 12.
Степень образования высолов рассчитывают как среднее арифметическое из 2-х наиболее близких значений испытания 3-х образцов-кубиков.
Суммарное количество окиси кальция (мг/л), выделившееся за 4 сут испытаний, характеризует степень образования высолов.
Пример №1
Для приготовления строительного раствора берут 25 г (25 мас.%) портландцемента, 75 г (75 мас.%) песка и перемешивают 1 мин. Смесь затворяют 10 г воды (водоцементное отношение 40%) и тщательно перемешивают 1 мин. Полученный строительный раствор испытывают на склонность к высолообразованию. Состав раствора и результаты испытаний приведены в таблице.
Пример №2
Для приготовления строительного раствора берут 24,94 г (24,94 мас.%) портландцемента, 0,25 г (0,25 мас.%) брусита, обожженного при температуре 1000°С в течение 10 минут, содержащего 98 мас.% оксида магния, размолотого до удельной поверхности 290-310 м2/кг, и тщательно перемешивают в течение 10 мин. Затем добавляют 74,81 г (74,81 мас.%) песка и продолжают перемешивание еще 2 мин. Далее смесь затворяют 9,98 г воды (водоцементное отношение 40%) и перемешивают в течение 1 мин. Полученный строительный раствор испытывают на склонность к высолообразованию. Состав раствора и результаты испытаний приведены в таблице.
Пример №3
Строительный раствор готовят по примеру №2 с той разницей, что берут 24,67 г (24,67 мас.%) портландцемента, 1,30 г (1,30 мас.%) брусита, обожженного при температуре 1000°С в течение 10 минут, содержащего 98 мас.% оксида магния, размолотого до удельной поверхности 290-310 м2/кг; 74,03 г (74,03 мас.%) песка и 9,87 г воды (водоцементное отношение 40%). Полученный строительный раствор испытывают на склонность к высолообразованию. Состав раствора и результаты испытаний приведены в таблице.
Пример №4
Строительный раствор готовят по примеру №2 с той разницей, что берут 24,32 г (24,32 мас.%) портландцемента, 2,71 г (2,71 мас.%) брусита, обожженного при температуре 1000°С в течение 10 минут, содержащего 98 мас.% оксида магния, размолотого до удельной поверхности 290-310 м2/кг; 72,91 г (72,91 мас.%) песка и 9,73 г воды (водоцементное отношение 40%). Полученный строительный раствор испытывают на склонность к высолообразованию. Состав раствора и результаты испытаний приведены в таблице.
| Влияние добавок на высолостойкость строительного раствора | |||
| Пример № | Колич. добавки, % от массы цемента | Показатель высолообразования, СаО, мг/л | Изменение степени высолообразования, % |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 0 | 642 | контрольный |
| 2* | 1 | 484 | -24,6 |
| 3 | 5 | 409 | -36,3 |
| 4 | 10 | 465 | -27,6 |
| 5 | 10 | 596 | -7,2 |
| для пп.2-4 в качестве добавки применяли брусит, обожженный при температуре 1000°С в течение 10 мин, содержащий 97-99 мас.% оксида магния, размолотого до удельной поверхности 290-310 м2/кг; для п.5 - хвосты обогощения медномолибденовой руды. |
Из таблицы следует, что предлагаемый строительный раствор имеет высокую стойкость к высолообразованию за счет введения в его состав брусита, обожженного при температуре 1000°С в течение 10 мин, содержащего 97-99 мас.% оксида магния, размолотого до удельной поверхности 290-310 м2/кг (пр. №2-4).
Стойкость к высолообразованию увеличивается на 24,6-36,3% по сравнению с контрольным составом строительного раствора и на 20,4% в сравнении с прототипом.
Использование заявляемого изобретения позволит повысить стойкость строительного раствора к высолообразованию за счет снижения выщелачиваемости ионов кальция.
Строительный раствор с высокой стойкостью к высолообразованию, включающий портландцемент и песок, отличающийся тем, что он дополнительно содержит брусит, обожженный при температуре 1000°С в течение 10 мин, содержащий 97-99 мас.% оксида магния, размолотый до удельной поверхности 290-310 м2/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| портландцемент | 22,50-24,75 |
| песок | 67,50-74,25 |
| указанный брусит | 1-10 |
