Пластифицированный портландцемент

Пластифицированный портландцемент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскигг

Социалистических

Республик

<гг>,992459

РЦМ g+ з

С 04 В 7/54 ю (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 1509.81 (21) 3336799/29-33 с присоединением заявки ¹» (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но деяам изобретений и открытий

f53) УДК 666. 9 . 035 (088. 8 ) ° Опубликовано 30.01В3. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 309183

В.В. Тимашев, В.М. Колбасов и Н.И. Елисеев (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени химико-технологический институт им. Д.И. Менделеева (71) Заявитель (54 ) ПЛАСТИФИЦИРОВАННЫИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ .

4,0-6,0

15 Двуводный гипс

Портландцементный клинкер

Остальное

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов, а именно к получению портландцемента с поверхностно-активными добавками, в частности, пластифицированного порт. ландцемента.

Известен пластифнцированный портландцемент, включающий портландцементный клинкер, двуводный гипс и водный раствор полиглнколей в количестве 0,04-0,08Ъ сухого вещества от веса цемента (1(.

Известные составы не позволяют существенно ускорить процесс измельчения портландцементного клинкера и, кроме того, не позволяют получать цементы со стабильными свойствами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пластифицированный портландцемент, включающий портландцементный клинкер,двуводный гипс и поверхностно-активные добавки, например модифицированные технн» ческие лигносульфонаты (ЛСТМ), в количестве 0,15-0,25вес.В цемента f2).

Недостатками известного технического решения являются низкие размо лоспособность, платичность и прочность

Цель изобретения - повыаение раэ.молоспособности, платичности и прочности

Поставленная цель достигается тем, что пластифицированный портландцемент,. включающий портландцемент- ный клинкер, двуводный гипс и поверхностно-активную добавку, содерягит в качестве поверхностно-активной добав; ки олигомер конденсации антрацен-, фенантрен- и карбаэолсульфокислот с формальдегидом при следующем соотношении компонентов, мас.Вг

Олигомер--конденсации. антрацен-, фенантрен- и карбазолсульфокислот с 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 коэ понентов, замедляющих структурооб разование и твердвние клинкерных минеЗ0 ралов портландцемента, позволяет вво992459 компонентов реакции: сырой антрацен: серная кислотагформальдегид=1:1,05:

0,09.соответственно. Соотношение трехядерных ароматических углеводородов в сыром антрацене следующее:

Антрацен 25-55

15-40

Фенантрен

Карбазол Остальное

10 Для получения олигомера используют сырой антрацен Череповецкого металлургического завода с содержанием трехядерных углеводородов 88%.

Полученный раствор обладает следу15 ющими свойствами

Внешний вид Непрозрачная жидкость темнокоричневого цвета

20 Количество сухого продукта, %

29,8 рН 2,5%-ного водного раствора

8,0

Период стабильности, месяц

Не менее 3

Неограниченная

Растворимость в воде

25-55

15-40

Антрацен

Фенантрен

Карбазол Остальное

Процесс получения олигомера заключается в следукв ем.

К 98-100%-ной серной кислоте при

70-75 С прибавляют в течение 0,5-1 ч сырой антрацен с такой скоростью, 4р чтобы температура не превысила 8590 С. Затем поднимают температуру до

120-135oC и выдерживают в течение

2,5-3,5 ч. После этого сульфомассу, представляющую вязкий смолообразный 45 продукт, разбавляют водой, охлаждают до 80-85 С И в тЕчение 0,5-1,0 ч загружают формалин. Проводят реакцию сополиконденсации при 80-85©С в течение 2,0-2,5 ч. Затем реакционную массу нейтрализуют водным раство ром едкого натра до рН 7-9 и охлаждают до комнатной цемпературы. Содержание сухого остатка 28-32%.

Компоненты реакции берут в следующих весовых соотношениях: ароматичес- 55 кие углеводороды (сырой антрацен ) серная кислота формальдегид

1: (0,9-1,2 ): (0,07-0,12 } соответственно.

В изобретении в качестве поверх- бр ностно-активной добавки применяют олигомер на основе продукта конденсации антрацен-, фенантрен- и карбазолсульфокислот с формальдегидом, полученный при следующем соотношении 65

Портландцементный клинкер

Двуводный гипс дить его a 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 тепло влажностной обработке.

В качестве исходного ароматического соединения для получения олигомера на основе продукта конденсации антрацен-, фенантрен- и карбазолсульфокислот с формальдеги„.эм используют антрацен каменноугольный сырой, который содержит в своем составе

75-90% трехъядерных ароматических углеводородов антрацен, фенантрен и карбазол при следующем их соотношении, мас.%:

Получение пластифицированного цемента осуществляют следующим образом.

Раствор олигомера на основе продукта конденсации антрацен-, фенантрен- и карбазолсульфокислот с формальдегидом вводят совместно с портландцементным клинкером и двуводным гипсом в шаровую мельницу и подвергают совместному измельчению.

Пример 1. Для получения портландцемента используют смесь гипса и нортландцементного клинкера

Воскресенского цементного завода следующего минералогического состава,%: Cg559; С 514; С А7;

С,,М i4.

Компоненты берут в следующем соотношении, мас.%:

Данную смесь загружают в лабораторную шаровую мельницу конструкции

Гипроцемента диаметром 500, длиной

560 мм, весом мелющей загрузки 55,0 кг, числом оборотов 48 в минуту, подвергают измельчению до удельной поверхности 3000+100 см /r.

Пример 2. Для получения пластифйцированного портландцемента смешивают следующие компоненты, мас.%

992459

Портландцеиентный клинкер

Двуводный гипс

94,5

5,О

Портландцеиентный клинкер

95,8 .4,0

Портландцемеитный клинкер

Двуводный гипс.

93,2

6,О

Двуводный гипс

Олигоиер на основе продукта конденсации антрацен-, фенантрен.и карбазолсульфокислот с формальдегидом О, 8

Таблица 1

Влияние поверхностно-активных добавок на размалываемость цортландцементного клинкера

Еоэффи- i циеит размшываемости

Состав смесей, мас.Ф

Добавка

Удельная поверхнорь, см ./r добавка двуводный гипс портландцементный клинкер

1;00

3000

6,0

Вез добавки

1,15

3010

0,22

6,0

ЛСТМ

1,33

3018

0,20

4,0

По примеру 3

По прииеру 4

По примеру 5

1 53

2995

0,50

5,0

1,64

3006, О ° 8О

6,0

Портландцементный клинкер 93,78

Двуводный гипс 6,0

Добавка ЛСТМ 0,22

Далее подвергают измельченню ана- . ,погично примеру 1. Для полученнего

1юртландцемента определены время, затраченное на помол, и удельная по верхность.

Пример 3; Для получения пластифицированного портландцемента смешивают следующие компоненты, мас.Ъ!

Олигомер на основе продукта конденсации антрацен-, феиантрен-, .и карбазолсульфокислот с формальдегидом 072

Далее подвергают изиельчению ана» логично примеру 1.

Пример 4. Для получения пластифицированного цортландцементр

94, 00

93,78

95,80

94,50

93,20 смешивают следующие компоненты, мас.

Олигомер на основе продукта конденсации антрацен-, фенантрен- и p . -иарбазолсульфокислот с формальдегидом 0,5

Пример 5. Для получения пластифицированного портландцеменжа смешивают следующие компоненты, !

5 мас.а

Далее подвергают измелъчению. аналогично примеру 1.

Результаты испытаний представлены

)в табл. 1 и 2.

992459

Таблица 2

Физико-механические свойства цементных растворов

Расплыв конуса при в/ц=

0,40, l

Предел прочности при сжатии, МПа, в возрасте, сут.

Предел прочности при изгибе, МПа, в возрасте., сут.

Раствор

7 28

114 0,40 32,4 21,6 31,4 42,8 4,28 3,31 5,06 6,12

128 0 37 24 6 21г8 34 6 45 5 3 36 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 5,64 4,46 6,28 7,34

205 0,29 41,6 34 6 48,8 58,6 5,02 4,57 6,08 7,18

М

Образцы, испытанные в возрасте сут, подвергнуты тепловлажностной л обработке по режиму 2+3+6+2 ч при 85+5 С (ГОСТ 310.4-76 ) Остальное

Результаты испытаний показывают (табл. 1 ), что предлагаемый пласти- 35,, фицированный портландцемент> содержащий в качестве поверхностно-активной добавки олигомер на основе продукта конденсации антрацен-, фенантрен- и карбазолсульфокислот с фор- 4() 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 1,141,31 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 клинкера марки 400 .обычного состава высокомарочного портландцемента марки ®)

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. 6$

Кроме того, полученные результаты позволяют отнести данный пластифицированный портландцемент к разряду высокопрочных быстротвердеющих цементов. Применение, высокопрочных вяжущих при производстве железобетонных изделий позволяет сократить их расход на 60-80 кг/м бетона, что з при выпуске 1 млн. м бетона в год даст экономический эффект 450600 тыс.руб.

Формула изобретения

Пластифицированный портландцемент, включающий портландцементный клинкер, двуводный гипс и поверхностноактивную добавку, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повншения размолоспособности, пластичности и прочности, он содержит в качестве поверхностно-активной добавки .олигомер конденсации антрацен-, фенантрен- и карбазолсульфокислот с формальдегидом при следующем соотношении компонентов. мас.Ъг

Двуводный гипс 4,0-6,0

Олигомер конденсации антрацен-, фенантрен- и . карбазолсульфокислот с. формальдегидом, 0,2-0,8

Портландцементный клинкер

992459

Составитель Г. Ракчеева

Редактор Т. Портная Техред А.Ач .

Корректор Ю.Макаренко-.

Заказ 359/25 Уираж 620

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, .Раувк."кая наб., д. 4/5

° ВЮ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное источники информации, принятые во внимание при Экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 183113/29 33, кл . С 04 В 7/54,1966., t

2. Тарнаруцкий Г.В. и др. Новые

:пластифицирукщие добавки к цементу и бетону. - "Цемент", 1980, и 9, с. 13-15 (прототип ).