Гибридный цемент

Авторы патента:

Смирнова Ольга Михайловна (RU)

Бажин Владимир Юрьевич (RU)

C04B7/153 - его смеси с другими неорганическими вяжущими материалами или другими активаторами

C04B7/14 - шлаковые цементы

C04B24/26 - получаемых реакциями с участием только ненасыщенных углерод-углеродных связей

C04B111/20 - Известь; магнезия; шлак; цементы; их составы, например строительные растворы, бетон или аналогичные строительные материалы; искусственные камни; керамика (кристаллизуемая стеклокерамика C03C 10/00); огнеупоры, обработка природного камня

Владельцы патента RU 2716661:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" (RU)

Изобретение относится к составам гибридных вяжущих на основе молотого гранулированного металлургического шлака и может быть использовано в подземном, транспортном и гражданском строительстве для изготовления цементных бетонов. Техническим результатом является создание вяжущего пониженной водопотребности с повышенной прочностью и морозостойкостью. Вяжущее, включающее молотый гранулированный доменный шлак, фосфогипс, портландцементный клинкер, известь негашеную, минеральную добавку - шунгизит с содержанием микрочастиц размером менее 50 мкм более 90% и суперпластификатор MELFLUX 2651F при следующем соотношении компонентов, мас. %: гранулированный доменный шлак 80,1-84,2, известь негашеная 6,5-7,8, портландцементный клинкер 6,7-7,4, шунгизит 2,0-3,5, суперпластификатор MELFLUX 2651F 0,4-0,8, фосфогипс – остальное. 3 табл.

Известно вяжущее (авторское свидетельство СССР №697429, опубл. 15.11.79), состоящее из гранулированного доменного шлака, соединений щелочных металлов и молотого шамота при следующем соотношении компонентов, мас. %: гранулированный шлак 20-60, молотый шамот 36-72, соединения щелочных металлов 4-8.

Недостатком данного состава является недостаточная прочность в возрасте 28 суток и низкая морозостойкость из-за повышенной водопотребности вяжущего и наличия микро- и макропор в структуре затвердевшего камня.

Известно вяжущее (патент RU 2329980, опубл. 27.07.2008), включающее доменный шлак, портландцемент, гипс, волокнистый силикат магния и дополнительно соду при следующем соотношении компонентов, мас. %: доменный шлак 50,0-59,0, портландцемент 35,0-45,0, гипс 3,5-4,5, волокнистый силикат магния 0,5-1,0, сода 0,5-1,0.

Недостатком данного состава является недостаточная прочность в возрасте 28 суток и низкая морозостойкость из-за повышенной водопотребности и наличия микро- и макропор в структуре затвердевшего камня.

Известно вяжущее (Патент RU 2448063, опубл. 20.04.2012), включающее шлаковый компонент, двуводный гипс, активизатор, в котором в качестве шлакового компонента используют шлакопортландцемент, в качестве активизатора - горный песок состава, мас. %: Al₂P₃ 9,8-11,0; СаО 11,3-13,7; SiO₂ 34,1-39,9; FeO+Fe₂O₃ 12,8-36,1; MgO 5,7; P₂O 1,7-22; Na₂O₃+K₂O 1,3-3,2; П.П.П. 8,5-15,0; дополнительно содержит противоморозную добавку - хлорид кальция, золу ТЭЦ состава, мас. %: Al₂O₃ 12,2; СаО 3; SiO₂ 34,9; FeO 1,9; Fe₂O₃ 4,2; MgO=1,5; P 0,20; S 0,30; (Na₂O+K₂O) 0,96; П.П.П. 40,84 при следующем соотношение компонентов, мас. %: гипс двуводный 1,5-3; хлорид кальция 2-3; горный песок 4; шлакопортландцемент 42-44; зола - остальное, при этом смесь измельчают до тонкости помола менее 350 м²/кг.

Известно вяжущее (авторское свидетельство СССР №695981, опубл. 05.11.79), следующего состава, мас. %: молотый доменный шлак 10-40; гипс 2-10; молотый конвертерный шлак - остальное.

Недостатком данного состава является недостаточная прочность в возрасте 28 суток и низкая морозостойкость из-за повышенной водопотребности вяжущего.

Известно вяжущее (патент RU 2476392, опуб. 27.02.2013), принятое за прототип, включающее, молотый шлак, фосфогипс, портландцементный клинкер при следующем соотношении компонентов, мас. %: молотый гранулированный доменный шлак 48,3-56,0, молотый конвертерный шлак 8,4-13,2, фосфогипс 35,6-38,5, портландцементный клинкер 5% от суммы вышеуказанных компонентов.

Техническим результатом является создание вяжущего пониженной водопотребности, с повышенной прочностью и морозостойкостью за счет значительного снижения водопотребности вяжущего и снижения пористости затвердевшего камня при использовании суперпластификатора и минеральной добавки.

Технический результат достигается тем, что дополнительно содержит известь негашеную, минеральную добавку шунгизит с содержанием микрочастиц размером менее 50 мкм более 90% и суперпластификатор MELFLUX 2651F, а в качестве молотого шлака используют гранулированный доменный шлак, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

гранулированный доменный шлак	80,1-84,2
известь негашеная	6,5-7,8
портландцементный клинкер	6,7-7,4
шунгизит	2,0-3,5
суперпластификатор MELFLUX 2651F	0,4-0,8
фосфогипс	остальное

Заявляемый состав гибридного цемента включает в себя следующие реагенты и товарные продукты, их содержащие:

- гранулированный доменный шлак Череповецкого металлургического завода по ГОСТ 3476-74 «Шлаки доменный и электротермофосфорный гранулированные для производства цементов». Химический состав шлака представлен в таблице 1;

- известь негашеная кальциевая 1 сорта по ГОСТ 9179-77 «Известь строительная. Технические условия»;

- портландцементный клинкер по ГОСТ 30515-2013. Химический состав клинкера представлен в таблице 2;

- фосфогипс по ГОСТ 125-79 «Вяжущие гипсовые. Технические условия»;

- шунгизит по ГОСТ Р 56592-2015 «Добавки минеральные для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия». Электронные микроснимки частиц шунгизита, подтверждающие развитую систему нанопор в частицах, представлены в работе [1].

- суперпластификатор MELFLUX 2651F по ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия»

Гранулометрические составы шунгизита были определены с помощью лазерного дифракционного анализатора размера частиц MicroSizer 201.

Для определения свойств гибридного цемента были изготовлены и испытаны образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии» и ГОСТ 10060-2012 «Бетоны. Методы определения морозостойкости».

В таблице 3 приведены составы и свойства гибридного цемента в сравнении с прототипом.

Предлагаемый гибридный цемент позволяет получить бетон с пониженной водопотребностью, более высокой прочностью на сжатие и маркой по морозостойкости. В сравнении с прототипом водопотребность гибридного цемента снижается с 32,3% до 20,9%, прочность на сжатие повышается с 31,2 до 49,7 МПа, т.е. на 59% и марка по морозостойкости повышается на несколько ступеней.

Гибридный цемент, включающий молотый шлак, фосфогипс, портландцементный клинкер, отличающийся тем, что дополнительно содержит известь негашеную, минеральную добавку - шунгизит с содержанием микрочастиц размером менее 50 мкм более 90% и суперпластификатор MELFLUX 2651F, а в качестве молотого шлака используют гранулированный доменный шлак, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

гранулированный доменный шлак	80,1-84,2
известь негашеная	6,5-7,8
портландцементный клинкер	6,7-7,4
шунгизит	2,0-3,5
суперпластификатор MELFLUX 2651F	0,4-0,8
фосфогипс	- остальное

Изобретение относится к гидравлическому вяжущему, содержащему: по меньшей мере 70 вес.% твердого минерального соединения, состоящего из по меньшей мере одной смеси оксида кремния, оксида алюминия и оксидов щелочноземельных металлов, причем полное содержание CaO и MgO составляет по меньшей мере 10 вес.% твердого минерального соединения, и активирующую систему, по меньшей мере 30 вес.% которой составляет соль фосфорной кислоты.

Способ получения расширяющейся цементной смеси // 2694653

Изобретение относится к промышленности, производящей расширяющиеся цементы, применяемые, например, для крепления анкеров в горных выработках, в строительстве подземных сооружений, при гидроизоляции и в других целях.

Вяжущее // 2691798

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к шлакощелочным вяжущим, и может быть использовано для изготовления растворов и бетонов различного назначения.

Вяжущее // 2691038

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в подземном и транспортном строительстве для изготовления бетонов и строительных растворов с повышенной ударной прочностью.

Связующий материал на основе активированного измельченного гранулированного доменного шлака, пригодного для образования материала бетонного типа // 2678285

Настоящее изобретение относится к связующему материалу, пригодному для образования материала бетонного типа. Связующий материал, пригодный для образования бетонного материала, содержит в пересчете на сухое вещество основной компонент, составляющий 50-95 вес.% связующего материала, где указанный основной компонент содержит по меньшей мере 20 вес.% оксида алюминия Al2O3 в пересчете на сухое вещество и включает измельченный гранулированный доменный шлак и возможно по меньшей мере одно дополнительное вещество, выбранное из группы, состоящей из глины, известковой глины и зольной пыли, и активирующий компонент, составляющий 5-50 вес.% связующего материала, где активирующий компонент содержит сульфат алюминия и смесь, образующую гидроксид натрия, которая содержит карбонат натрия Na2CO3 и оксид кальция СаО, при этом связующий материал содержит в пересчете на сухое вещество измельченный гранулированный доменный шлак 35-95 вес.%, сульфат алюминия Al2(SO4)3 1-25 вес.%, смесь, образующую гидроксид натрия, 4-35 вес.%, дополнительное вещество 0-5 вес.%.

Быстротвердеющая строительная смесь на основе сталеплавильного шлака // 2647010

Быстротвердеющая строительная смесь на основе сталеплавильного шлака предназначена для ремонтных и восстановительных работ. Достигаемый технический результат - уменьшение срока схватывания и повышение прочности затвердевшей смеси.

Вяжущее // 2631270

Изобретение относится к составам вяжущих, которые могут быть использованы в производстве бетонных изделий. Вяжущее содержит, мас.%: портландцемент 74,0-78,0; молотый до прохождения через сито 008 гранулированный никелевый шлак 18,0-20,0; молотый до прохождения через сито 008 бой силикатного кирпича 4,0-6,0.

Гидравлическое вяжущее с низким содержанием клинкера // 2602248

Настоящее изобретение относится к гидравлическому вяжущему, включающему в частях по массе: (a) от 20 до 60 частей портландцементного клинкера; (b) от 20 до 40 частей шлака; и (c) от 5 до 60 частей неорганического материала, отличного от клинкера и шлака; причем сумма (a), (b) и (c) равна 100 частям; где вяжущее дополнительно включает активатор шлака, включающий на 100 частей суммы (a) и (b): от 1,4 до 6,55 частей соли щелочного металла в выражении на эквивалент Na2O; и от 1,1 до 11,0 частей сульфата кальция в выражении на SO3.

Цементирующие вяжущие, содержащие пуццолановые вещества // 2597240

Изобретение относится к цементирующей композиции, включающей: вяжущее, содержащее (а) 60-94%, по массе, по меньшей мере один пуццолановый материал; (b) по меньшей мере 0,5% по массе кальция сульфоалюмината (КСА); (с) 1,2-11% по массе, выраженного как SO3, по меньшей мере одного неорганического сульфата, выбираемого из группы сульфатов, состоящей из гемигидрата сульфата кальция, безводного сульфата кальция, дигидрата сульфата кальция, сульфата натрия и сульфата натрийкальция; и (d) совокупное содержание сульфатов по меньшей мере 3% по массе, выраженное как SO3, причем цементирующая композиция включает не больше чем 3% природного известняка, цементирующая композиция включает не больше чем 10% глиноземистого цемента, и причем содержание композиции вычисляют на сухой основе без заполнителя.

Вяжущее // 2556563

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в промышленном и транспортном строительстве для изготовления бетонов и строительных растворов.

Вяжущее на основе производных алюмосиликата кальция для строительных материалов // 2715583

Группа изобретений относится к гидравлическому вяжущему на основе шлаков доменной печи, применяемого в композициях для бетона или строительного раствора, которые при смешивании с водой позволяют получить строительные материалы.

Вяжущее // 2691798

Бетонная смесь // 2631741

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к строительным бетонам при производстве фундаментов, подпорных стен, изготовлении лестниц, плит перекрытий.

Композиционное водостойкое гипсовое вяжущее // 2505504

Изобретение относится к строительной, химической и металлургической отраслям промышленности и может быть использовано для переработки металлургических шлаков и техногенных гипсов в гидравлическое вяжущее для строительной индустрии.

Вяжущее // 2476392

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам малоклинкерных безобжиговых вяжущих материалов, и может быть использовано при производстве строительных растворов, бетонных смесей.

Способ активации вяжущих свойств минеральных техногенных продуктов // 2456251

Изобретение относится к способу активации вяжущих свойств техногенных минеральных продуктов в виде зол или шлаков, содержащих оксид кальция, кремнезем и глинозем. .

Вяжущее // 2442758

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности минеральных вяжущих веществ, и может быть использовано при производстве шлакощелочных вяжущих.

Вяжущее бесклинкерное // 2430043

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и сталеплавильных шлаков, которое можно использовать для производства бетонных, железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей.

Вяжущее и способ приготовления его // 2416580

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам безобжигового бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и золошлаковой смеси от сжигания каменного угля, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, кладочных и штукатурных растворов и сухих строительных смесей.

Вяжущее // 2377200

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, сухих строительных смесей.

Способ приготовления бетонной смеси // 2714895

В способе приготовления бетонной смеси, включающем перемешивание цемента, заполнителей, суперпластификатора и воды затворения, в бетоносмеситель сначала загружают мелкий заполнитель, представляющий собой смесь природного кварцевого песка с модулем крупности до 1,5 и отсева камнедробления фракции 0-5 мм с модулем крупности не ниже 2,5 при соотношении соответственно (масс %): (40-50):(50-60), а в качестве суперпластификатора комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата и часть воды затворения в количестве 55-65% от общего ее расхода и предварительно перемешивают их в течение 80-90 с, затем в бетоносмеситель загружают крупный заполнитель, цемент и остальную часть воды затворения, после чего бетонную смесь окончательно перемешивают в течение 50-60 с.