Пластифицированный портландцемент

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскиггСоциалистическихРеспублик ггг,992459 И Н. Ка.э С 04 В 7/54(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22 Заявлено 1509.81 (21) 3336799/29-33с присоединением заявки Йо(23 Приоритет -Государственный комитет СССР но деяам изобретений . и открытийРЗ)УДК 666.9 . 035088. 8Опубликовано 3001 ВЗ. Бюллетень гго 4 Дата опубликования описания 300383 В.В. Тимашев, В.М. Колбасов и Н.И, Елисеев(72) Авторы изобретения Московский ордена Ленина и ордена ТрудовогоКрасного Знамени химико-технологическийинститут им. Д,И. Менделеева(54ПЛАСТИФИЦИРОВАННЫЙ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ,4,0-6,0 15 Двуводный гипс 20 Портландцементныйклинкер Остальное Изобретение относится к технологиипроизводства строительных материалов,а именно к получению портландцементас поверхностно-активными добавками,в частности, пластифицированного портландцемента.Известен пластифнцированный портландцемент, включающий портландцементный клинкер, двуводный гипс иводный раствор полиглнколей в количестве 0,04-0,08 сухого вещества отвеса цемента 11.Известные составы не позволяютсущественно ускорить процесс измельчения портландцементного клинкера и,кроме того, не позволяют получать цементы со стабильными свойствами.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является пластифицированный портландцемент, включающийпортландцементный клинкер,двуводныйгипс и поверхностно-активные добавки, например модифицированные техннческие лигносульфонаты (ЛСТМ, в количестве 0,15-0,25 вес.В цемента 2.Недостатками известного технического решения являются низкие размолоспособность, платичность и прочность,Цель изобретения - повыггение раэ.молоспособности, платичности и прочности,Поставленная цель достигаетсятем, что пластифицированный портландцемент,. включающий портландцемент-ный клинкер, двуводный гипс и поверхностно-активную добавку, содерягит.вкачестве поверхностно-активной добав;ки олигомер конденсации антрацен-,фенантрен- и карбаэолсульфокислот сформальдегидом при следующем соотношении компонентов, мас.Вг Олигомер"конденсацииантрацен-, Фенантрен- икарбазолсульфокислотс формальдегидом 0,2-0,8 Использование в качестве поверхностно-активной добавки олигомера на 25 основе продукта конденсации антрацен-,Фенантрен.-, и карбазолсульфокислот с формальдегидом, не содержащего коз понентов, замедляющих структурообразование и твердвние клинкерных минеЗ 0 ралов портландцемента, позволяет вво992459 компонентов реакции: сырой антрацен:серная кислотагформальдегид=1:1,05:0,09.соответственно. Соотношениетрехядерных ароматических углеводородов в сыром антрацене следующее: 5Антрацен 25"55 15-40 фенантрен Карбазол Остальное 10 Для получения олигомера используют сырой антрацен Череповецкого металлургического завода с содержаниемтрехядерных углеводородов 88.Полученный раствор обладает следу ющими свойствамиВнешний вид Непрозрачнаяжидкость темнокоричневогоцвета 20 Количество сухого продукта,29,8 рН 2,5-ноговодного раствора 8,0 Период стабильности, месяц Не менее 3 Неограниченная Растворимостьв воде Получение пластифицированного цемента осуществляют следующим образом,Раствор олигомера на основе продукта конденсации антрацен-, Фенантрен- и карбазолсульфокислот с формальдегидом вводят совместно с портландцементным клинкером и двуводнымгипсом в шаровую мельницу и подвергают совместному измельчению,П р и м е р 1. Для полученияпортландцемента используют смесь гипса и нортландцементного клинкераВоскресенского цементного заводаследующего минералогического состава,С 5 59; С 514; СА У;СВАГ 14 25-55 15-40 Антрацен Фенантрен Карбазол ОстальноеЭПроцесс получения олигомера заключается в следукв 1 ем,К 98-100-ной серной кислоте при70-75 С прибавляют в течение 0,5-1 чсырой антрацен с такой скоростью, 40чтобы температура не превысила 8590 С. Затем поднимают температуру до120-135 С и. выдерживают в течение2,5-3,5 ч. После этого сульфомассу,представляющую вязкий смолообразный 45продукт, разбавляют водой, охлаждают до 80-85 фС И в тЕчение 0,5-1,0 чзагружают формалин, Проводят реакцию сополиконденсации при 80-85 Св течение 2,0-2,5 ч. Затем реакционную массу нейтрализуют водным раство"ром едкого натра до рН 7-9 и охлаждают до комнатной юемпературы. Содержание сухого остатка 28-32.Компоненты реакции берут в следующих весовых соотношениях; ароматические углеводороды (сырой антраценсерная кислотаформальдегид1: (0,9-1,2 ): (0,07-0,12 соответст"венно.В изобретении в качестве поверх- бОностно-активной добавки применяютолигомер на основе продукта конденсации антрацен-, фенантрен- и карбазолсульфокислот с формальдегидом,полученный при следующем соотношении 65 ПортландцементныйклИнкер Двуводный гипс дить его в количестве до 0,8 от массы цемента, Олигомерные молекулы добавки адсорбируют на зернах клинкера в основном хемосорбционно, что обеспечивает высокий эффект понижения поверхностной энергии, трансформирующийся в создание новой поверхности при помоле и высокий пластифицирующий эффект при использовании полученного портландцемента в тесте, растворных и бетонных смесях.При введении поверхностно-активной добавки в количестве менее 0,2 не обеспечивается необходимый пластифицирующих эффект. Введение ее в количестве свыше 0,8 нецелесообразно по технико-экономическим соображениям и, кроме того, может обусловить понижение прочности при тепловлажностной обработке. В качестве исходного ароматического соединения для получения олигомера на основе продукта конденсации антрацен-, фенантрен- и карбазолсульфокислот с формальдеги.эм исполь. зуют антрацен каменноугольный сырой, который содержит в своем составе 75-90 трехъядерных ароматических углеводородов антрацен, Фенантрен и карбазол при следующем их соотношении, мас.: Компоненты берут в следующем соотношении, мас.; Данную смесь загружают в лабора-. торную шаровую мельницу конструкции Гипроцемента диаметром 500, длиной 560 мм, весом мелющей загрузки 55,0 кг, числом оборотов 48 в минуту, подвергают измельчению уо удельной поверхности ЗОООИОО см Уг.П р и м е р 2. Для получения пластифйцированного портландцемента смешивают следующие компоненты, мас.992459 ПортландцеиентныйклинкерДвуводный гипс 94,5 Портландцеиентныйклинкер 95,8 4,0 Портландцемеитныйклинкер Двуводный гипс. 93,2 6,0 Двуводный гипс Олигоиер на основепродукта конденсацииантрацен-, фенантрен;и карбазолсульфокислотс формальдегидом О, 8 25 Таблица 1 Влияние поверхностно-активных добавок на размалываемость портландцементного клинкера,33 3018 2995 3006,пример 5 6 5,0 . 0,5 6,008 о 3,2 меру 5 Портландцементныйклинкер 93,78 Двуводный гипс6,0 Добавка ЛСТМ 0,22 Далее подвергают измельченню ана- . ,погично примеру 1.Для полученнего Ьортландцемента определены время, затраченное на помол, и удельная поверхность.П р и м е р 3; Для получения пластифицированного портландцемента смешивают следующие компоненты, мас.Ъг Олигомер наоснове продуктаконденсации антрацен-, феиантрен-,и карбазолсульфокислот .с формальдегидом 0,2 Далее подвергают изиельчению ана логично примеру 1.П р и м е р 4. Для получения пластифицированного цортландцементр смешивают следующие компоненты,мас." г Олигомер на основепродукта конденсацииантрацен-, фенантрен- и10 . иарбазолсульфокислотс формальдегидом 0,5П р и м е р 5. Для полученияпластифицированного портландцеменжасмешивают следующие компоненты,15 мас.г далее подвергают измелъчению. аналогично примеру 1.Результаты испытаний представлены 3 в табл 1 и 2992459 Таблица 2 физико-механические свойства цементных растворов В/Ц РасплывконусаприВ/Ц=0,40,Предел прочности при сжатии, МПа, в возрасте, сут.Предел прочности при изгибе, МПа, в возрасте., сут,Раствор28 7 28 1140,40 32,4 21,6 31,4 42,8 4,28 3,31 5,06 6,12 128 037 246 218 346 455 336 3,42 5,39 6,25 135 0,36 36,8 28,4 39,7 50,7 4,64 3,82 5,46 6,63 182 0,31 45,1 36,8 49,7 59,7 5,644,46 6,28 7,34 205 0,29 41,6 346 48,8 58,6 5,02 4,57 6,08 7,18 МОбразцы, испытанные в возрастесут, подвергнуты тепловлажностнойлобработке по режиму 2+3+6+2 ч при 85+5 С ГОСТ 310.4-76) Остальное Результаты испытаний показывают (табл. 1 ), что предлагаемый пласти фицированный портландцемент содержащий в качестве поверхностно-активной добавки олигомер на основе продукта конденсации антрацен-, фенантрен- и карбазолсульфокислот с Фор мальдегидом, позволяет в 1,19-1,48 раза повысить коэффициент размалываемости портландцементного клинкера по сравнению с прототипом.В составе раствора (табл. 2) пластифицированный портландцемент позволяет в 1,07-1,60 раз увеличить степень пластификации и повысить активность в возрасте 28 сут при,сжатии на 5,2-14,2 МПа, или в 1,14- 1,31 раза, при изгибе на 0,38-1,05 МПа, или в 1,06-1,17 раза, по сравнению с прототипом.Для цементного завода, производящего пластифицированный портландцемент по изобретению, экономический эффект складывается из экономии электроэнергии на помол и возможности выпуска из портландцементного клинкерамарки 400 обычного состава высокомарочного портландцемента марки ф) 500 и 550, Экономический эффект на цементном заводе составит 1,0-1,5 руб на тонну цемента. При выпуске 500 тыс, т/г цемента экономический эффект составит 500-750 тыс. руб. 65 Кроме того, полученные результатыпозволяют отнести данный пластифицированный портландцемент к разрядувысокопрочных быстротвердеющих цементов. Применение, высокопрочныхвяжущих при производстве железобетонных изделий позволяет сократить ихрасход на 60-80 кг/м бетона, чтопри выпуске 1 млн. м бетона в годдаст экономический эффект 450600 тыс.руб.Формула изобретенияПластифицированный портландцемент,включающий портландцементный клинкер, двуводный гипс и поверхностноактивную добавку, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повншения размолоспособности, пластичности и прочности, он содержит вкачестве поверхностно-активной добавки .олигомер конденсации антрацен-,Фенантрен- и карбазолсульфокислот сформальдегидом при следующем соотношении компонентов. мас.Ъ:Двуводный гипс 4,0-6,0Олигомер конденсации антрацен-,фенантрен- и992459 Составитель Г. РакчееваРедактор Т. Портная Техред А.Ач . Корректор Ю.Макаренко Заказ 359/25 Тираж 620 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытийПодписное источники информации,принятые во внимание при Экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ю 183113/2933, кл, С 04 В 7/54,1966