Расширяющийся цемент

О П И С А Н И Е р) 537623ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических республик(31) 301334Опубликовано 30,1 Государственнын комите Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий 53) УДК 666.942,3,,015.24 (088 исания 07,12.76 ата опубликовани 2) Авторы изобрет Иностранцы Аллен, Вальдемар Артур Клеммн Поль Люкер зеф Ген 1) Заявите ранная фирмаь Портланд Инк(54) РАСШИРЯЮЩИЙСЯ Ц Т 0 - 5 1 - 24 1 - 24 - 70, ржится Изобретение относится к составам клинкеров для получения расширяющихся цементов и может быть использовано в промышленности для заделки монолитов, для изготовления напряженных конструкций и т. д.Известен расширяющийся цемент, состоящий из устойчивого безводного соединения кальциевого сульфоалюмината, полученного нагреванием смеси боксита, мела и гипса или получаемого путем помола высокоалюминатного портландцементного клинкера и серно- кислого кальция, эффект расширения которого связан с образованием гидросульфоалюмината кальция. 1Известны также расширяющиеся цементы, включающие портландцемент и слабообожженные окислы магния или кальция, гидратация которых приводит к увеличению объема массы (2.Однако при таком составе цементов невозможно регулировать степень расширения и усадки массы после высыхания,Из известных составов наиболее близким к описываемому является цемент, включающий силикаты кальция, алюмоферриты кальция, алюмпнаты кальция и свободную окись кальция.Вышеуказанный состав получают при обжиге клинкера при пониженных температурах. 31Однако при этом составе цемента происходит мгновенная гидратация слабообожжен ной извести, так что основное расширениемассы проходит в пластичном состоянии еще до образования твердеющей структуры, кроме того, в известных цементах трудно регулировать разницу между вызываемым рас ширением и усадкой при последующем высыхании бетона. Кроме того прочность известного расширяющегося цемента уступает прочности обычного портландцемента.Целью изобретения является увеличение 15 степени и равномерности расширения.Для достижения поставленной цели расширяющийся цемент содержит компоненты в следующем соотношении, вес. %:Силикаты кальция 2 20 Алюмоферриты кальцияАлюминаты кальцияСвободная окись кальция 1а в составе силикатов кальция соде вес. /о;25 Двухкальциевый силпкат 0,1 - 5Трехкальциевый спликат 95 - 99,9.В соответствии с изобретением расширяющийся цемент может быть получен псключп 53762355 60 20 - 75 1 - 24 1 - 24 1 - 70. тельно из глинистого н известнякового компонентов, которые обычно используют при получении портландцементного клинкера,Состав рассчитан таким образом, чтобы после нормального обжига в клннкере оставалось от 1 до 70% свободной окиси кальция, Механизм процесса расширения связан с увеличением объема при переходе окиси кальция в гидрат окиси кальция.Полученный после обжига клинкер может быть после помола использован непосредственно как расширяющееся вяжущее или как расширяющаяся добавка к обычному портландцементу, при этом получаются бетоны с компенсацией усадки или самонапряженные бетоны.Процесс расширения будет длиться в течение всего процесса схватывания цемента и это действие будет длиться в течение всего процесса схватывания цемента и это действие будет сохраняться в течение недели.В обычных портландцементах свободная окись кальция является результатом незавершенных реакций в процессе обжига, она заключена в капсулу медленно гидратирующихся минералов клинкера и процесс ее гпдратации может длиться до 10 лет, вызывая разрушения затвердевшего бетона.В предлагаемом составе известь находится, по-видимому, в окружении таких быстро гидратирующих минералов, как трехкальциевый силикат и трехкальциевый алюминат.Таким образом, желательно, чтобы все силикаты в составе клинкера, по настоящему изобретению, присутствовали в виде трех- кальциевого силиката, не допуская образования больших количеств двухкальциевого силиката. Другие минералы и плавки действуют таким образом, как и в составе обычного портландцемента. Содержание их в клинкере должно быть не выше 30%.Полное связывание кремнеземистого компонента в трехкальциевых силикатах достигается за счет повышения температуры обжига до 1480 - 1510 С. Получаемый клинкер имеет плотную спекшуюся структуру.После завершения режима обжига клинкер охлаждают по известным методикам, например, на воздухе или при быстром охлаждении в воде. Предпочтительнее использовать резкое охлаждение, особенно при получении слабоокрашенных цементов. Затем клинкер измельчают по обычному способу,При помоле клинкера необходимо стремиться, чтобы частицы цемента имели размеры не более 20 - 100 мм при удельной поверхности 3000 - 6000 см/г; предпочтительней грубый помол клинкера.При содержании свободной окиси кальция до 10% состав может быть использован непосредственно в качестве расширяющегося цемента.Составы с более высоким содержанием окиси кальция (предпочтительнее содержание 10 - 30%) могут быть использованы в ка 510 15 20 25 Зо 35 40 45 50 честве расширяющейся добавки к обычному портландцементу, Содержание добавки можно варьировать от 1 до 99%, предпочтительно 1 О - 4 О%.В соответствии с данным предложением изготовлен состав расширяющегося цемента путем обжига сырьевой смеси, включающей глинистую и известковую породу, при 1510 С. Клинкер измельчают в шаровой мельнице до удельной поверхности 2619 см/г, Из полученного цемента отделяют частицы с размером менее 20 меш, Содержание свободной окиси кальция в цементе составляет 41,9%, химический состав цемента (основные окислы), вес.: ЯО 9,08, А 10 з 4,42, РерО 2,80, СаО 81,75, МдО 0,91.Этот расширяющийся состав смешивают со светлоокрашенным портландцементом, изготовленным по патенту США3667976, в соотношении 3:7. Затворяют 40% воды и формируют образцы со стальным испытательным стержнем внутри. Расширение цемента фиксируют через 2, 3, 4, 5, 6 и 7 суток. Оно составляет соответственно в ,285; 0,310;0,335; 0,360; 0,375 и 0,390% от первоначальной длины после 24 часов твердения.Расширяющийся цемент может быть смешан в различных пропорциях с обычными портландцементами с образованием составов, которые будут способны расширяться в той или иной степени. Кроме того, расширение бетона можно регулировать использованием цемента с различным содержанием свободной окиси кальция. Так составы, содержащие 70% портландцемента и 30% расширяющегося цемента (содержание свободной окиси кальция 18, 22,9 и 25%), показали расширение через 28 суток твердения во влажной атмосфере 0,078, 0,107 и 0,133% соответственно.Применение клинкеров, охлажденных в воде или содержащих минерализаторы обжига, не создает неблагоприятных воздействий на процесс расширения бетона.Результаты испытания бетонных смесей на прочность показали, что расширяющиеся цементы и составы на их основе имеют прочность, эквивалентную прочности известных расширяющихся и нерасширяющихся цементов. Формула изобретения 1, Расширяющийся цемент, включающий силикаты кальция, алюмоферриты кальция, алюминаты кальция и свободную окись кальция, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени и равномерности расширения, он содержит компоненты в следующем соотношении, вес, %: Сил икаты кальцияАлюмоферриты кальцияАлюминаты кальцияСвободная окись кальция537623 Составитель В. Большов Техред М. Семенов Редактор Е, Дайч Корректор А, Галахова Заказ 2680/20 Изд,1820 Тираж 752 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 52. Цемент по п, 1, отличающийся тем, что силикаты кальция содержат, вес. о/о:Двухкальциевый силикат 0,1 - 5 Трехкальциевый силикат 95 - 99,9 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Бутт Ю. М. и др. Технология вяжущих веществ. М., Высшая школа, 1965. 2, Кравченко И, В. Расширяющиеся цементы. М., Госстройиздат, 1962, с, 155 - 159.3. Стрелков М. И. и др. Бетоны на цементах из слабоспеченного клинкера с повышенным содержанием свободной извести. - В кн.: Высокопрочные быстротвердеющие и специальные бетоны. Киев, Буд 1 вельн 1 к, 1968, с. 61 - 68.