Цинковый алюминат кальция формулы с @ а @ z @ о @ как мономинеральное вяжущее

 

Изобретение относится к составу мономинерального вяжущего. Цель изобретения - повышение гидравлической активности. Цинковый алюминат кальция формулы CaaAUZnQio используют как мономинераЛьное вяжущее. Прочность вяжущего в 7-суточном возрасте имеет прочность 36,9 кгс/см2. 1 ил., 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 04 B 7/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 4801320/ЗЗ (22) 12,03.90 (46) 23.12.91. Бюл. N 47 (71) Белгородский технологический институт строительных материалов им. И, А, Гришманова (72) В. Д. Барбаня грэ, Т. И. Тимошенко, А. M.

Ильинец и В. M. Шамшуров (53) 666.972(088.8) (56) Федоров Н, Ф. Введение в химию и технологию специальных вяжущих веществ. — Л., 1977. с. 6 и 34.

Изобретение относится к составу мономинерального вяжущего и может найти при-, менение в промышленности строительных . материалов, Цель изобретения — повышение гидравлической активности.

На чертеже. изображена схема кристаллической решетки предлагаемого соединения.

Основу атомного строения полученного синтетического соединения составляет: трехмерный каркас из А! и 2п-тетраэдров (АВС0)„в вершинах которых находятся анионы О . Характерными структурными единицами в этой кристаллической решетке являются пятичленные кольца ABEFK из AI, Zn-, О-тетраэдров. При этом каждый тетраэдр одновременно участвует в образовании либо трех, либо четырех таких колец, внутри которых помещаются катионы Са . Благодаря различному расположению тетраэдри„„ Ц „„1699970 А1 (54) ЦИНКОВЫЙ АЛЮМИНАТ KAAbЦИЯ

ФОРМУЛЫ СазА!42п01о КАК МОНОМИНЕРАЛЬНОЕ ВЯЖУЩЕЕ (57) Изобретение относится к составу мономинерального вяжущего. Цель изобретения — повышение гидравличес! ой активности.

Цинковый алюминат кальция формулы, CagAl4ZnO

l ческих анионов ХО4 (где X — A! или Zn в кольцах) и различному способу сочленения самих колец атомы кислорода образуют вок+2 руг катиона Са полиэдры двух типов: слегка искаженных октаэдров и восьмивершинников в виде квадратных антипризм.

Пример. Получают цинковый алюминат кальция.

Для синтеза берут реактивы квалификации "Чистый для анализа" в виде следующих соединений: СаО, А!20з и ZnO. Из предварительно прокаленных оксидов готовят смеси составов, приведенных в табл. 1. Каждую смесь обжигают традиционным способом в виде таблеток диаметром 10 мм массой 1 г в печи с карборундовыми нагревателями, Термообработку производят при температуре начала плавления с изотермической выдержкой 30 мин, но максимальная температура обжига не превышает 1450 С.

Фазовый состав полученных спеков опреде1699970 ляют с помощью рентгеновского, дифференциально-термического, петрографического и химического анализов. По высотам максимальных дифракционных отражений, характерных для каждого соединения, судят об их содержании в смесях (табл. 2), Из табл. 1 видно, что в смесях с содер; жанием А1рОз по 2:2, 2:1 и 1;2 предлагаемое соединение либо вообще не получается, либо имеется в незначительном количестве. С, увеличением содержания СаО число присутствующих фаз в спеке уменьшается и количество CaAzZ увеличивается, при соотношении 3:2:1 остается одна фаза, а с увеличением этого соотношения по окислу кальция число фаэ снова возрастает. Следовательно, предлагаемое соединение синтезируется при соотношении оксидов в смеси

Сао:А1203:упо=з:2, 1.

Синтез нового соединения ведется при высокотемпературной обработке исходных смесей, которая осуществляется либо в таком диапазоне температур, когда все компоненты реакции остаются в твердом состоянии, либо при таких параметрах, когда шихта частично или полностью переходит в жидкотекучее состояние.

Для определения кристаллографических (табл. 3) и рентгенометрических характеристик этого соединения выращивают, кристаллы из расплава состава, СаО:А@з: ZnO = 3:2:1 путем его охлаждения со скоростью 1/8 град/мин.

При определении атомной структуры нового соединения CaAI4ZnO>o используется экспериментальный набор модулей структурных амплитуд, полученных от монокристалла этого соединения на автоматическом 4-кружном дифрактометре типа

CAD4F "Энраф-Нониус" (М0К вЂ” получение, графитовый монохроматор 10/28-сканирование, sin О/1 <0,8 Ao)

Расшифровка кристаллической структуры осуществляется с помощью комплекса программ SDP на мини ЭВМ "PDP 11/23", основываясь на интерпритации.Ç-мерной функции Патерсона и последующих разностных синтезах электронной плотности.

Окончательная модель структуры уточнена методом неименьших квадратов с учетом анизотропных параметров тепловых колебаний атомов.

Рентгенометрическую характеристику определяют методом порошка на рентгеновском дифрактометре ДРОН-2 (Cu-К а-излучатель) (табл. 4).

Для определения свойств вещества, предлагаемого в качестве мономинерального вяжущего, полученного путем твердофазовых реакций, изготавливают образцы размером 1,41х1,41х1,41 см из теста, полученного из 757; порошка 3СаО 2А12Оз по с удельной поверхностью 2700 см !r с добав2

5 лением 25 Д воды. Сутки образцы хранят в формах в воздушно-влажных условиях, а затем они твердеют в воде при 20+2 С. Гидратационную активность образцов определяют в возрасте 7 и 28 сут (табл. 5) и

10 сравнивают с прочностью образцов, изготовленных из цементов нэ основе элюминатов кальция.

Физико-химические свойства мономинеральных цементов на основе алюминатов

15 кальция и ЗСаО 2А120з ZnO приведены в табл, 5.

Данные, приведенные в табл. 5, показывают, что прочность при сжатии образцов, изготовленных из цемента на основе

20 ЗСаО 2А1 0з ZnO, полученного твердофазовым спеканием, превосходит сравниваемые, особенно в 28-суточном возрасте.

Кроме того, предлагаемое вяжущее обладает адгезией к металлам, а цвет позволя25 ет использовать его как декоративный материал, Прочность сцепления затвердевшего вяжущего со стальной арматурой определяют путем выдергивания из него стальных

30 стержней, Для этого изготавливают образцы-кубики 1,41х1,41х1,41 см с заложенными в них штырями. После укладки теста в форму на нее закрепляют направляющую накладку с отверстиями, приходящимися над цент35 ром каждого образца. В эти отверстия вставляют обточенные части круглых стальных штырей. Диаметр штыря 1,7 мм, э длина

12 мм, из которых 8 мм погружено в материал. Образцы со штырями расформовывают

40 через 24 ч и хранят в воде. Испытание проводят в возрасте 1 и 7 сут. Силу сцепления определяют на приборе,,для чего выступающий конец штыря закрепляют в зажим, э образец помещают в захват с емкостью, в

45 которую насыпают дробь до выдергивания штыря из образца. Полученные результаты приведены в табл, 6, Как видно из табл. 6, прочность сцепления предлагаемого состава СазА1а пОю с

50 арматурой в возрасте 7 сут на 547; выше, чем у глиноземистого цемента.

Предлагаемое соединение можно рекомендовать для использования в качестве мономинерального вяжущего.

Формула изобретения

Цинковый алюминат кальция формулы

CasAl4ZnOio как мономинеральное вяжущее.

1699970

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Ха акте истика сое инения

Параметры .

Известное

Са А!204

П е лагаемое

3,09

6,5 — 7,0 плавления

1455+ 3

1600

*С вЂ” СаО; А — АЬОз; Z — 20

Химическая формула

Внешний вид

Параметры элементарной ячейки: а,А а =P =g, град

Пространственная группа

Показатель преломления

Плотность, г/см

Твердость

Температура к исталлов, С

СазА!оп 01о

Бесцветные, прозрачные призматические кристаллы

5,142 (1)

16,756 (2)

10,710 (1)

Рвс21 п1 1,702 п 2=1,706

8,702

8,102

15,211

90,1

P2>/и п=1,663 пм=1,655 пр=1,643

2,98

6,5

1699970

d, А

cl.

1.156

1,142

1,138

1,134

1,130

1,095

1,0818

1,0629

1,0 664

1,0345

1,0250

1,0107

1,0018

0.9998

0,9857

0,9842

0,9811

0,9699

0;9671

0,9330

0,9307

0,9201

0,9133

0,8457

0,8425

0,8319

0,8290

0,8270

0,8251

0,8099

0,8081

0.8063

0,7881

0,7864

1,908

1,863

1,855

1,800

1,781

1,759

1, "0

1, 8

1,700

1.679

1,662

1,642

1,616

1,590

1,568

1,519

1,490

1,477

1,462

1,449

1,433

1,416

1.359

1,341

1,313

1,305

1,290

1,281

1,274

1,260

1,242

1,235

1,229

1.206

1,188

1,175

7

8

26

14

5

5

8

7

11

23

9

3

3

4

2

ПРодолжение табл. 3

Таблица 4

1699970

Таблица 5

Таблица 6

1699970 е-6> ° -Я о-Ь О -Сд

Составитель Ф.Сорина

Техред M.Moðãeíòàë Корректор З.Лончакова

Редактор И.Дербак

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 4439 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5