RU2213070C1 - Cement raw meal, method of manufacturing portland cement with lowered shrinkage from portland cement clinker obtained by fire caking of indicated raw meal and a method for manufacturing cementing material suitable to repair concrete and to strengthen grounds being fine fraction of indicated portland cement - Google Patents

Cement raw meal, method of manufacturing portland cement with lowered shrinkage from portland cement clinker obtained by fire caking of indicated raw meal and a method for manufacturing cementing material suitable to repair concrete and to strengthen grounds being fine fraction of indicated portland cement Download PDF

Info

Publication number
RU2213070C1
RU2213070C1 RU2002107244A RU2002107244A RU2213070C1 RU 2213070 C1 RU2213070 C1 RU 2213070C1 RU 2002107244 A RU2002107244 A RU 2002107244A RU 2002107244 A RU2002107244 A RU 2002107244A RU 2213070 C1 RU2213070 C1 RU 2213070C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cement
acid
clinker
portland cement
strontium
Prior art date
Application number
RU2002107244A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Б.Э. Юдович
С.А. Зубехин
В.Г. Губарев
Original Assignee
Юдович Борис Эммануилович
Зубехин Сергей Алексеевич
Губарев Виктор Георгиевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юдович Борис Эммануилович, Зубехин Сергей Алексеевич, Губарев Виктор Георгиевич filed Critical Юдович Борис Эммануилович
Priority to RU2002107244A priority Critical patent/RU2213070C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2213070C1 publication Critical patent/RU2213070C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: manufacture of building materials. SUBSTANCE: invention can be applied in cement production, building industry, geotechnical and hydroengineering construction, and in restoration operations. Cement raw meal, containing lime, silicate, and ferrous ingredients as well as 0.03 to 0.5% of strontium compounds (calculated as oxide), alkali metal oxides, and sulfur trioxide, contains its strontium compounds within lime ingredient in the form of calcite-strontianite (strontianite, celestine) and with silica modulus of mixture 0.5-1.25 and weight ratio of alkali metal oxides (calculated as sodium oxide) to sulfur trioxide equal to 0.7-1.5. Raw meal further contains 0.15 to 0.5% barium compounds (silfide, whitherite, barite calculated as barium oxide). Lime saturation ratio of clinker is 0.9-1.15. This raw meal is caked by firing in oxidative atmosphere until contents of 0.05-0.8% free calcium oxide and 0.01-0.3% iron monoxide are obtained. Resulting clinker is jointly ground with gypsum component at weight ratio 100: (0.3-6), respectively, to achieve specific surface 250-700 sq.m/kg (taking into consideration criterion of minimum shrinkage of samples made from cement paste in wet air medium). Gypsum component is calcium sulfate in the form of naturally-occurring gypsum stone including 0.01 to 1.5% clayey admixtures. When grinding, 0.5 to 40% active mineral agent with 6-12% moisture and moisture-reducing component are added, weight ratio of clinker to this component being 100:90.3- 2.5). Moisture-reducing component is selected from following group: salt of product prepared by condensation of naphthalenesulfonic acid with formaldehyde or melamine-containing resins with formaldehyde; industrial- grade lignosulfonate optionally modified by phenol-formaldehyde resin; complex salts of alkali-earth metals and acid (sulfuric, formic, acetic acid) with low-molecular (C3- C5) monosaccharides; and paired mixtures of indicated materials. Grinding is carried out in vented disintegrator at aspiration degree controlled by absence of dusting at inlet mouth and in presence of expansion agent added at weight ratio of clinker to that agent 100:(0.5-4). Expansion agent is preliminarily prepared mixture of sulfoaluminate clinker or aluminum sulfate, film-former, and etching agent, said film-former being waterproofing agent selected from higher fatty acids, drying oil, wax, vegetable oils, and solutions of any of indicated materials in mineral oil, and said etching agent being selected from puruvic acid, levulinic acid, mesoxalyc acid, aldonic acids, aromatic acids, their acid derivatives, unsaturated carboxylic acids, hydroxyacids, carbocyclic compounds, dicarboxylic compounds, anhydrides of indicated acids, resin acids in double mixtures with above-indicated substances, alcohols, aldehydes, double and triple mixtures of indicated substances (secondary products and wastes containing thereof), the three agent components being taken at weight ratio 100:(2.5-30):(2-20), respectively. Cementing material for repairing concrete and strengthening grounds is obtained as aspirated and then precipitated material when performing grinding in vented disintegrator, its specific surface being 400-2500 sq.m/kg. Composition of this fraction is controlled by varying ratio of components in Portland cement and mechanical conditions of disintegrator operation until content of strontium and barium compounds achieves 0.2- 0.6%. EFFECT: reduced shrinkage of Portland cement in absence or at reduced content of expansion agent and increased strength of cementing material. 18 cl, 2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к цементным сырьевым смесям и к способам изготовления цементов из клинкеров, полученных обжигом до спекания указанных смесей, а также цементирующих материалов для ремонта бетона и укрепления грунтов, и может быть использовано в цементной промышленности, строительной индустрии, геотехническом и гидротехническом строительстве, а также при реставрационных работах. The invention relates to the field of building materials, namely to cement raw mixes and to methods for the manufacture of cements from clinkers obtained by firing before sintering these mixtures, as well as cementing materials for concrete repair and soil strengthening, and can be used in the cement industry, construction industry, geotechnical and hydraulic engineering construction, as well as during restoration work.

Известна цементная сырьевая смесь для обжига портландцементного клинкера, включающая известковый, силикатный и железистый ингредиенты [1]. Недостатком этого технического решения является относительно невысокая прочность получаемого из указанного клинкера портландцемента - марки до 500 по ГОСТ 10178-85 при удельной поверхности по методу воздухопроницаемости 250 - 320 м2/кг.Known cement raw material mixture for firing Portland cement clinker, including lime, silicate and glandular ingredients [1]. The disadvantage of this technical solution is the relatively low strength obtained from the specified clinker Portland cement - grades up to 500 according to GOST 10178-85 with a specific surface according to the method of breathability 250 - 320 m 2 / kg

К настоящему времени из уровня техники известен минеральный состав известкового и силикатного ингредиентов цементной сырьевой смеси, в том числе основные минеральные примеси [2, 3]. Известно и влияние минералогического состава указанных ингредиентов на качество обожженного из указанной смеси портландцементного клинкера [4, 5]. To date, the prior art knows the mineral composition of the lime and silicate ingredients of the cement raw material mixture, including basic mineral impurities [2, 3]. The influence of the mineralogical composition of these ingredients on the quality of Portland cement clinker calcined from the mixture is also known [4, 5].

Известна также цементная сырьевая смесь для обжига портландцементного клинкера, включающая известковый, силикатный и железистый ингредиенты, в которой в качестве известкового ингредиента используют минерал арагонит или его смесь с кальцитом (оба этих минерала - карбонаты кальция, различающиеся только симметрией кристаллической решетки) [6]; их совместное использование позволяет ускорить процесс их декарбонатизации и твердофазные реакции взаимодействия с остальными ингредиентами указанной сырьевой смеси. Традиция использования отдельных природных минералов в качестве малых составляющих цементной сырьевой смеси, начатая введением плавикового шпата (минерал флюорит) в цементную сырьевую смесь в 1932 г. (Ч. Санада, Т. Ниси, Япония) с целью ускорения спекания при обжиге портландцементного клинкера, была существенно развита, вплоть до использования многокомпонентных минерализаторов [7]. Also known is a cement raw material mixture for roasting Portland cement clinker, including calcareous, silicate, and ferruginous ingredients, in which the aragonite mineral or its mixture with calcite (both of these minerals are calcium carbonates, differing only in the crystal lattice symmetry) as a calcareous ingredient [6]; their joint use allows to accelerate the process of their decarbonization and solid-phase reaction of interaction with other ingredients of the specified raw mix. The tradition of using certain natural minerals as small constituents of a cement raw material mixture, begun by introducing fluorspar (mineral fluorite) into a cement raw material mixture in 1932 (C. Sanada, T. Nishi, Japan) in order to accelerate sintering during roasting of Portland cement clinker, was significantly developed, up to the use of multicomponent mineralizers [7].

Известно, что примеси, включающие тяжелые элементы с крупными атомами, стабилизируют отдельные минералы портландцементного клинкера [8]. Для цементов с пониженной усадкой и повышенной морозостойкостью характерно повышенное содержание (маc. %) в клинкере двухкальциевого силиката - до 30 и алюмоферритной фазы 16-25 [9], обозначаемых при использовании общепринятой в химии цемента сокращенной нотации: А - Аl2O3, С - CaO, S - SiO2, F - Fe2O3, а также R2О - Na2O + 0,568 К2O следующим образом: двухкальциевый силикат, или белит - C2S, алюмоферритная фаза C2(A,F), или C4AF. Две другие главные фазы клинкера - трехкальциевый силикат, или алит - С3S и трехкальциевый алюминат - С3А являются носителями ранней прочности цемента, а С3S - и прочности в поздние сроки твердения. Именно в фазах C4AF и C3S обычно сосредотачиваются примеси соединений более тяжелых и основных по сравнению с кальцием элементов II периода - аналогов кальция: стронция (Sr) и бария (Ва) [10] , причем относительная основность оксида стронция составляет 1,09, оксида бария 1,12 по сравнению с относительной основностью оксида кальция 1,07 и относительной основностью эвтектического клинкерного расплава с эвтектической точкой при 1338oС, равной 1 (в работе [11] рассчитаны указанные данные по относительной основности и приведено определение этой характеристики на основе величины электроотрицательности атомов по Л. Полингу). В более рыхлых и активных кристаллических решетках фаз C3S и С3А примеси тяжелых металлов удержаться трудно: они легко разлагаются в их присутствии, и содержание таких примесей в активных фазах существенно меньше, чем в более пассивных и прочных кристаллических решетках C2S и C4AF. Такова обычная ситуация, известная из уровня техники.It is known that impurities, including heavy elements with large atoms, stabilize individual minerals of Portland cement clinker [8]. Cements with reduced shrinkage and increased frost resistance are characterized by an increased content (wt.%) In clinker of dicalcium silicate - up to 30 and aluminoferrite phase 16-25 [9], designated using the reduced notation commonly used in cement chemistry: А - Al 2 O 3 , С - CaO, S - SiO 2 , F - Fe 2 O 3 , as well as R 2 О - Na 2 O + 0.568 K 2 O as follows: dicalcium silicate, or white - C 2 S, aluminoferrite phase C 2 (A, F), or C 4 AF. The other two main phases of clinker - tricalcium silicate, or alite - C 3 S and tricalcium aluminate - C 3 A are carriers of early cement strength, and C 3 S - and strength in the later stages of hardening. It is precisely in the C 4 AF and C 3 S phases that impurities of compounds heavier and more basic than those of calcium of the second period — calcium analogs — strontium (Sr) and barium (Ba) [10] are usually concentrated [10], and the relative basicity of strontium oxide is 1, 09, barium oxide 1.12 in comparison with the relative basicity of calcium oxide 1.07 and the relative basicity of a eutectic clinker melt with a eutectic point at 1338 o С equal to 1 (in [11] the indicated data on relative basicity were calculated and a definition of this characteristic is given ki based on the electronegativity of atoms according to L. Pauling). In looser and more active crystal lattices of the C 3 S and C 3 A phases, the impurities of heavy metals are difficult to maintain: they easily decompose in their presence, and the content of such impurities in the active phases is significantly lower than in more passive and stronger crystal lattices of C 2 S and C 4 AF. This is a common situation known in the art.

Наиболее близким к изобретению техническим решением (прототипом) является цементная сырьевая смесь, содержащая известковый, силикатный и железистый ингредиенты, а также соединения стронция в пересчете на оксид в количестве 0,03 - 0,5% массы [12]. Указанные соединения вводят, по мнению авторов указанной работы, для ускорения твердения и повышения прочности цемента, приготовленного из портландцементного клинкера, полученного обжигом до спекания указанной сырьевой смеси. Следует отметить, что рост прочности цемента, как известно [13] , линейно связан с повышением модуля упругости цементных продуктов - цементного камня, раствора и бетона, а последнее повышение при равных усадочных напряжениях ведет к снижению усадочных деформаций. Отсюда заключаем, что введение соединений стронция ведет к снижению усадки цемента. При этом, однако, в работе [12] зафиксированы неоднозначные результаты: в цитированных там источниках известно как повышение скорости твердения и прочности цементов, включающих соединения стронция, так и отсутствие положительного эффекта последних; так, сами авторы данной работы и ряд других исследователей не нашли повышения скорости твердения и прочности цементов при введении в цементную сырьевую смесь соединений стронция как в указанном диапазоне содержания их в клинкере, так и в больших количествах. В то же время обзор уровня техники в этой работе и собственные данные ее авторов свидетельствуют, что временами создаются условия для вхождения тяжелых аналогов кальция в кристаллические решетки активных минералов клинкера, прежде всего C3S. Таким образом, неоднозначность результатов, получаемых при введении соединений стронция в цементную сырьевую смесь, есть результат отсутствия данных об условиях, обеспечивающих вхождение тяжелых элементов в структуру C3S в получаемых клинкерах, и соответственно способа, обеспечивающего технологические условия для этого, а также отсутствие данных о подобранных для подобного способа концентраций указанных тяжелых аналогов кальция в сырьевой смеси. В этом состоят главные недостатки технического решения согласно прототипу.Closest to the invention, the technical solution (prototype) is a cement raw material mixture containing lime, silicate and ferruginous ingredients, as well as strontium compounds in terms of oxide in an amount of 0.03 - 0.5% by weight [12]. These compounds are introduced, according to the authors of this work, to accelerate hardening and increase the strength of cement prepared from Portland cement clinker obtained by firing before sintering the specified raw mix. It should be noted that the increase in cement strength, as is known [13], is linearly associated with an increase in the elastic modulus of cement products — cement stone, mortar, and concrete, and the latter increase at equal shrink stresses reduces shrink deformations. Hence we conclude that the introduction of strontium compounds leads to a decrease in cement shrinkage. In this case, however, mixed results were recorded in [12]: in the sources cited there it is known both an increase in the hardening rate and strength of cements, including strontium compounds, and the absence of a positive effect of the latter; Thus, the authors of this work and a number of other researchers did not find an increase in the hardening rate and strength of cements when strontium compounds were introduced into the cement raw material mixture both in the indicated range of their content in clinker and in large quantities. At the same time, a review of the prior art in this work and the authors ’own data indicate that sometimes conditions are created for heavy calcium analogs to enter the crystal lattices of active clinker minerals, primarily C 3 S. Thus, the ambiguity of the results obtained with the introduction of strontium compounds in the cement raw material mixture, there is the result of the lack of data on the conditions ensuring the entry of heavy elements into the C 3 S structure in the resulting clinkers, and, accordingly, the method that provides technological The conditions for this, as well as the lack of data on the concentrations of these heavy calcium analogs selected in a raw material mixture selected for this method. This is the main disadvantage of the technical solution according to the prototype.

Задачей изобретения в части цементной сырьевой смеси является создание цемента с пониженной усадкой, причем последнее свойство достигается путем введения примесей соединений стронция, а также бария - более тяжелых и более основных по сравнению с преобладающими катионами кальция - в гидросиликатный и гидросульфоалюминатный каркасы цементного камня путем регулирования состава указанной сырьевой смеси, обеспечивающего обогащение тяжелыми аналогами кальция структуры C3S, что позволяет устранить нестабильность результатов, известную из уровня техники.The objective of the invention in the part of the cement raw material mixture is to create cement with reduced shrinkage, the latter property being achieved by introducing impurities of strontium compounds, as well as barium - heavier and more basic compared to the predominant calcium cations - in the hydrosilicate and hydrosulfoaluminate frames of cement stone by adjusting the composition the specified raw mix, providing enrichment with heavy analogues of calcium structure C 3 S, which eliminates the instability of the results, known from prior art.

Указанная задача решается тем, что цементная сырьевая смесь, содержащая известковый, силикатный и железистый ингредиенты, а также соединения стронция в пересчете на оксид стронция в количестве 0,03-0,5% массы, оксиды щелочных металлов и триоксид серы, она содержит соединения стронция в известковом ингредиенте в виде природных минералов из группы кальцитостронцианита и/или стронцианита, и/или целестина при глиноземном модуле указанной смеси 0,5 - 1,25 и мас. соотношении оксидов щелочных металлов в пересчете на оксид натрия Na2O и триоксида серы 0,7-1,5.This problem is solved in that the cement raw material mixture containing lime, silicate and ferrous ingredients, as well as strontium compounds in terms of strontium oxide in the amount of 0.03-0.5% by weight, alkali metal oxides and sulfur trioxide, it contains strontium compounds in the calcareous ingredient in the form of natural minerals from the group of calcitostrontianite and / or strontianite and / or celestin with an alumina module of the specified mixture of 0.5 - 1.25 and wt. the ratio of alkali metal oxides in terms of sodium oxide Na 2 O and sulfur trioxide 0.7-1.5.

В варианте изобретения смесь дополнительно содержит соединения бария в виде сульфида и/или витерита, и/или барита в пересчете на оксид бария в количестве 0,15-0,5 мас.%. In an embodiment of the invention, the mixture further comprises barium compounds in the form of sulfide and / or witerite and / or barite in terms of barium oxide in an amount of 0.15-0.5 wt.%.

В другом варианте изобретения коэффициент насыщения известью в пересчете на портландцементный клинкер берут в пределах 0,9-1,15. In another embodiment of the invention, the coefficient of saturation of lime in terms of Portland cement clinker is taken in the range of 0.9-1.15.

Сущность изобретения заключается в том, что соединения стронция:
1) используются в виде примесей стронцийсодержащих природных минералов из группы кальцитостронцианита и/или стронцианита, и/или целестина к известковому ингредиенту указанной смеси. Именно этот источник соединений стронция обеспечивает с позиций геохимии (после медленно протекающего химического выветривания основных магм и переотложения полученных продуктов вместе с кальциевыми осадочными породами) свободу соединений стронция в указанных горных породах от сопутствующих им в стронцийсодержащих промышленных отходах примесей соединений таких тяжелых металлов, как кадмий, таллий, свинец и хром, являющихся биологическими ядами. Такой процесс формирования стронцийсодержащих известковых пород в условиях подщелачивания грунтовыми водами известняковых и/или меловых отложений при изоляции последних как сверху, от проникающих со стороны земной поверхности окислительных агентов, так и снизу, от движущихся снизу магниевых примесей, "стягивающих" кристаллические решетки известковых пород ввиду меньшего кристаллохимического радиуса магния по сравнению с кальцием. Подобные условия сохранения в известковых породах соединений стронция создаются в полезных толщах мелов и/или известняков, снизу и сверху окруженных глинистыми пластами или слоями, включающими немного песка или при отсутствии последнего. Тогда изначальные примеси соединений стронция в известковых осадках мелководных океанских, морских или озерных бассейнов не размываются и не выносятся из полезных толщ последних, оставаясь в виде автохтонных минералов, подобно тому, как это имеет место в цементных известняках, мелах и мергелях, образовавшихся на местах окраин великого океана Тетис, существовавшего в меловом периоде на месте Центральной и Восточной Европы, в том числе Европейской части России, в частности в месторождениях Среднего Поволжья, а также в соответствующих месторождениях Великой мергельно-меловой дуги, начинающейся в районе Новороссийска в России и продолжающейся через восток Украины (юг Донбасса) - мергели, Белгородскую область России, Волынь в Украине, Молдавию, Румынию, Венгрию, Сербию, Хорватию - преимущественно мела, в долину По в Италии с разветвлениями указанной дуги в южную Польшу (Люблинское воеводство) - мергели, в южные земли Германии, в частности Баварию - мергели, и далее в долину Роны во Франции, и в среднюю Италию - преимущественно мергели, а в Южном полушарии подобные же условия создавались в мелах Новой Зеландии и южной Австралии. Таким образом, известковые осадки с примесями соединений стронция достаточно широко распространены, но указанные примеси при корректировании состава сырьевых смесей не учитываются. Поэтому нельзя утверждать, что сырьевые смеси с указанным содержанием соединений стронция стабильно используются цементными заводами, применяющими указанные стронцийсодержащие известковые ингредиенты. С другой стороны, введение стронцийсодержащих минералов отдельно, в виде специального ингредиента, в частности сульфата стронция, имеющегося в отработанных фейерверках, в цементную сырьевую смесь согласно изобретению не допускается, поскольку в этом случае независимо от условий усреднения ингредиентов, распределение соединений стронция не будет равномерным, и, следовательно, большая часть стронция попадет практически в щелочно-сульфатную эвтектику независимо от "щелочного" модуля и глиноземного модуля сырьевой смеси, и, следовательно, перейдет преимущественно в алюмоферритную фазу клинкера, где, как уже упоминалось, положительного влияния на свойства цемента проявить не может. При наличии соединений стронция в силикатном ингредиенте благодаря присутствию атомов алюминия в координационных многогранниках со связями Sr - О - Аl и их более раннему по сравнению с аналогичными группами, включающими атомы кремния взамен алюминия, выходу в жидкую фазу стронций извлекается последней в состав эвтектики и его присутствие в силикатных фазах существенно ниже, чем при его наличии в известковом ингредиенте сырьевой смеси. В еще большей степени это относится к соединениям стронция, присутствующим в железистом ингредиенте. Этим и объясняется необходимость присутствия соединений стронция в сырьевой смеси согласно изобретению преимущественно в виде примесей в известковом ингредиенте;
2) при указанных значениях глиноземного модуля р = Аl2О3/Fе2О3 проектное содержание алюминатных фаз в портландцементном клинкере, полученном обжигом указанной сырьевой смеси, не превышает 5% массы, а вблизи указанного нижнего предела р алюминатные фазы отсутствуют, при этом весь оксид алюминия попадает в алюмоферритную фазу указанного клинкера. В этом случае стронций более активно входит в силикатные фазы клинкера, поскольку в эвтектике мало алюминия и при встраивании в кристаллическую решетку силикатной фазы более компактная и легкая по массе атомная группа Sr - О - Si преобладает над столь же компактной, но более тяжелой группой Sr - О - Fe и особенно - над разрыхляющей структуру группой Sr - О - Аl. При большем по сравнению с указанным интервалом значении глиноземного модуля стронций разрушает кубическую кристаллическую решетку алюминатной фазы и высвобождает из нее кальций, формируя свободную известь при коэффициенте насыщения клинкера известью (далее сокращенно КН) выше 0,85 (при расчете по В.А. Кинду). Следовательно, при повышенных против указанного диапазона значениях глиноземного модуля невозможно в присутствии стронция обжигать высокоалитовые клинкера с повышенными значениями КН, высокими прочностью и модулем упругости цемента, получаемого из таких клинкеров, тогда как известно, что чем выше модуль упругости цементного камня, тем при прочих равных условиях меньше усадочные деформации цементного камня. При меньшем по сравнению с указанным интервалом значении глиноземного модуля стронций практически целиком идет в алюмоферритную фазу клинкера, что вследствие пониженной скорости гидратации последней после затворения полученного цемента водой практически исключает попадание примеси стронция в гидросиликатную матрицу цементного камня. При этом не может быть решена задача изобретения в данной его части;
3) при мас. соотношении оксидов щелочных металлов в пересчете на Na2O и триоксида серы, которое ниже сокращенно называется щелочным модулем сырьевой смеси, и полученного ее обжигом портландцементного клинкера, равном примерно 0,7 - 1,5, алюминатная фаза клинкера не входит в состав первичных щелочных эвтектик. Противное наблюдается при меньшем значении указанного щелочного модуля по сравнению с приведенным диапазоном. В последнем случае стронций извлекается возникающей сульфатно-щелочной эвтектикой из первичных фаз, в которые он попадает из известкового ингредиента сырьевой смеси, и направляется в форме сульфата в алюминатную фазу, разрушая последнюю с неблагоприятными последствиями, указанными выше, и образуя стронцийсодержащий сульфоалюминат кальция, в дальнейшем растворяющийся в белите и алюмоферритной фазе, в обоих случаях выводя стронций из активно гидратирующихся фаз клинкера и резко сокращая его влияние на свойства цементной матрицы. При большем значении указанного модуля взамен высокоосновной алюминатной фазы (С3А) с кубической кристаллической решеткой в клинкере возникает щелочной алюминат кальция (RС8А3) с орторомбической решеткой, не принимающей стронций, но создающей избыток кальция по сравнению с расчетным, также мешающий обжигу высокоосновных клинкеров с повышенным содержанием алита (C3S) с упомянутыми неблагоприятными последствиями. Стронций же в этом случае через указанную эвтектику препровождается в алюмоферритную фазу с потерей его полезной роли.
The essence of the invention lies in the fact that strontium compounds:
1) are used in the form of impurities of strontium-containing natural minerals from the group of calcitostrontianite and / or strontianite and / or celestin to the calcareous ingredient of this mixture. It is this source of strontium compounds that ensures, from the standpoint of geochemistry (after slowly occurring chemical weathering of the main magmas and redeposition of the products together with calcium sedimentary rocks), the freedom of strontium compounds in these rocks from the impurities of compounds of heavy metals such as cadmium, accompanying them in strontium-containing industrial wastes, thallium, lead and chromium, which are biological poisons. Such a process of the formation of strontium-containing calcareous rocks under alkalization by groundwater of limestone and / or Cretaceous sediments when the latter is isolated both from above, from oxidizing agents penetrating from the earth's surface, and from below, from magnesium impurities moving from below, “pulling together” the crystal lattices of calcareous rocks because smaller crystallochemical radius of magnesium compared with calcium. Similar conditions for the preservation of strontium compounds in calcareous rocks are created in the useful strata of Cretaceous and / or limestone, from below and above surrounded by clay layers or layers containing a little sand or in the absence of the latter. Then, the initial impurities of strontium compounds in the calcareous sediments of shallow ocean, sea or lake basins do not erode and are not removed from the useful strata of the latter, remaining in the form of autochthonous minerals, similar to that found in cement limestones, chalks and marls formed on the outskirts the great ocean of Tethys, which existed in the Cretaceous on the site of Central and Eastern Europe, including the European part of Russia, in particular in the Middle Volga deposits, as well as in the corresponding months the births of the Great Marl-Cretaceous arc, starting in the Novorossiysk region in Russia and continuing through the east of Ukraine (south of Donbass) - marls, Belgorod region of Russia, Volyn in Ukraine, Moldova, Romania, Hungary, Serbia, Croatia - mostly chalk, to the Po valley in Italy with branches of this arc into southern Poland (Lubelskie Voivodeship) - marls, to the southern lands of Germany, in particular Bavaria - marls, and then to the Rhone Valley in France, and to central Italy - mainly marls, and in the Southern Hemisphere created similar conditions in the Southern Hemisphere were found in chalks of New Zealand and southern Australia. Thus, calcareous sediments with impurities of strontium compounds are quite widespread, but these impurities are not taken into account when adjusting the composition of raw mixtures. Therefore, it cannot be argued that raw mixtures with the indicated content of strontium compounds are stably used by cement plants using these strontium-containing lime ingredients. On the other hand, the introduction of strontium-containing minerals separately, in the form of a special ingredient, in particular strontium sulfate, available in spent fireworks, into the cement raw material mixture according to the invention is not allowed, because in this case, regardless of the averaging conditions of the ingredients, the distribution of strontium compounds will not be uniform, and, therefore, most of the strontium will fall practically into the alkaline-sulfate eutectic, regardless of the “alkaline” module and the alumina module of the raw material mixture, and, consequently , Pass advantageously into clinker alyumoferritnuyu phase, where, as already mentioned, positive effect on the properties of the cement may not manifest. In the presence of strontium compounds in the silicate ingredient, due to the presence of aluminum atoms in coordination polyhedra with Sr - O - Al bonds and their earlier compared to similar groups including silicon atoms instead of aluminum, the output of strontium into the liquid phase is extracted into the eutectic and its presence in silicate phases is significantly lower than when it is present in the calcareous ingredient of the raw mix. This is even more true for strontium compounds present in the glandular ingredient. This explains the need for the presence of strontium compounds in the raw material mixture according to the invention mainly in the form of impurities in the lime ingredient;
2) at the indicated values of the alumina module p = Al 2 O 3 / Fe 2 O 3, the design content of aluminate phases in the Portland cement clinker obtained by calcining the specified raw material mixture does not exceed 5% of the mass, and there are no aluminate phases near the indicated lower limit p, while all alumina enters the aluminoferrite phase of said clinker. In this case, strontium is more actively involved in the silicate phases of clinker, since eutectic contains little aluminum and, when a silicate phase is embedded in the crystal lattice, the more compact and light weight atomic group Sr - O - Si prevails over the equally compact but heavier group Sr - O - Fe and especially over the Sr - O - Al group loosening the structure. With a larger value of the alumina module in comparison with the indicated interval, strontium destroys the cubic crystal lattice of the aluminate phase and releases calcium from it, forming free lime at a clinker saturation coefficient with lime (hereinafter abbreviated as KN) above 0.85 (as calculated by V.A. Kind) . Therefore, when the values of the alumina module are increased against the indicated range, it is impossible to burn high alite clinkers with increased KN in the presence of strontium, high strength and elastic modulus of cement obtained from such clinkers, while it is known that the higher the elastic modulus of cement stone, all other things being equal conditions less shrinkage deformation of cement stone. With a smaller value of the alumina module of strontium compared to the indicated interval, almost all of the clinker enters the aluminoferrite phase of clinker, which, due to the reduced hydration rate of the latter after mixing the obtained cement with water, practically eliminates the entry of strontium impurity into the hydrosilicate matrix of the cement stone. However, the problem of the invention in this part cannot be solved;
3) at wt. the ratio of alkali metal oxides in terms of Na 2 O and sulfur trioxide, which is hereinafter abbreviated as the alkaline module of the raw material mixture and obtained by firing Portland cement clinker, equal to about 0.7 - 1.5, the aluminate phase of the clinker is not part of the primary alkaline eutectic . The opposite is observed at a lower value of the specified alkaline module compared to the above range. In the latter case, strontium is extracted by the resulting sulfate-alkaline eutectic from the primary phases, into which it enters from the lime ingredient of the raw material mixture, and is sent in the form of sulfate to the aluminate phase, destroying the latter with the adverse effects mentioned above, and forming strontium-containing calcium sulfoaluminate, in the future soluble in belite and aluminoferrite phase, in both cases removing strontium from actively hydrated clinker phases and sharply reducing its effect on the properties of the cement matrix. With a larger value of this module, instead of the highly basic aluminate phase (C 3 A) with a cubic crystal lattice, an alkaline calcium aluminate (RC 8 A 3 ) appears in the clinker with an orthorhombic lattice that does not accept strontium, but creates an excess of calcium compared to the calculated one, which also interferes with firing highly basic clinkers with a high content of alite (C 3 S) with the mentioned adverse effects. In this case, strontium is forwarded through the indicated eutectic to the aluminoferrite phase with the loss of its useful role.

Из анализа приведенных особенностей изобретения видно, что препятствует стабильности положительного эффекта от присутствия соединений стронция в сырьевой смеси, известной из уровня техники, прежде всего несоблюдение одновременно диапазонов глиноземного и щелочного модулей, что впервые экспериментально установлено авторами настоящего изобретения. Эти условия для проявления положительного эффекта соединений стронция в сырьевой смеси и клинкере, полученной ее обжигом, являются необходимыми. An analysis of the above features of the invention shows that it prevents the stability of the positive effect of the presence of strontium compounds in the raw material mixture known from the prior art, primarily non-compliance with the ranges of alumina and alkaline modules, which was first experimentally established by the authors of the present invention. These conditions for the manifestation of the positive effect of strontium compounds in the raw mix and clinker obtained by its calcination are necessary.

Дополнительно вводимый барий, будучи более крупным и более основным катионом по сравнению со стронцием, действует в том же направлении, но более грубо: вместо С3А в его присутствии возникает не C2A7, как в присутствии стронция при более низком по сравнению с оптимальным диапазоном значении щелочного модуля, а минерал ВаО • Аl2О3 - моноалюминат бария. В алюмоферритную фазу при тех же неблагоприятных условиях, в частности при более высоких по сравнению с оптимальным интервалом значениях щелочного модуля, барий попадает в большем количестве, чем стронций. Все это установлено авторами настоящего изобретения методом пассивного эксперимента при селективном химическом анализе портландцементных клинкеров с примесями соединений стронция и бария с изменяющимися в широких интервалах значениями глиноземного и щелочного модулей. По этой причине барий является в указанных малых по сравнению с приведенными в прототипе [12] концентрациях полезной дополнительной к стронцию примесью. Примечательно, что в сырьевой смеси согласно изобретению его положительное влияние на свойства цемента проявляется при концентрациях, на порядок пониженных по сравнению с оптимальными, известными из прототипа. При диапазоне содержания соединений бария в пересчете на оксид, указанном в изобретении, данная примесь еще не проявляет стабильного положительного эффекта в техническом решении согласно прототипу. Причины нестабильности полезного влияния оксида бария в техническом решении согласно прототипу, как следует из изложенного, таковы же, что и для примеси соединений стронция. При этом природное происхождение соединений, в которых барий входит в состав цементной сырьевой смеси согласно изобретению, не столь существенно, как для стронция, именно потому, что действие бария проявляется более отчетливо, независимо от тою, в каком ингредиенте сырьевой смеси он присутствует. Требуемой для достижения полезного эффекта в технических решениях, известных из уровня техники, концентрации ВаО в клинкере нельзя добиться, не вводя дополнительною барийсодержащего ингредиента в сырьевую смесь, в частности баритовой руды или отходов литопонного производства, тогда как требуемое согласно изобретению содержание соединений бария в сырьевой смеси согласно изобретению достигается нередко и без подобных мероприятий, благодаря примесям соединений бария в известковом, силикатном и железистом ингредиентах, особенно в последнем.Additionally introduced barium, being a larger and more basic cation compared with strontium, acts in the same direction, but more roughly: instead of C 3 A, it does not produce C 2 A 7 , as in the presence of strontium at lower compared to the optimal range is the value of the alkaline module, and the mineral BaO • Al 2 O 3 is barium monoaluminate. In the aluminoferrite phase under the same adverse conditions, in particular at higher alkaline module values compared to the optimal interval, barium enters in a larger amount than strontium. All this was established by the authors of the present invention by the method of a passive experiment in the selective chemical analysis of Portland cement clinkers with impurities of strontium and barium compounds with alumina and alkaline modules varying over wide ranges. For this reason, barium is in these small concentrations in comparison with the concentrations given in the prototype [12], which are a useful additional impurity to strontium. It is noteworthy that in the raw material mixture according to the invention, its positive effect on the properties of cement is manifested at concentrations an order of magnitude lower than the optimal ones known from the prototype. In the range of barium compounds in terms of oxide specified in the invention, this impurity does not yet exhibit a stable positive effect in the technical solution according to the prototype. The reasons for the instability of the beneficial effect of barium oxide in the technical solution according to the prototype, as follows from the above, are the same as for the impurity of strontium compounds. Moreover, the natural origin of the compounds in which barium is part of the cement raw material mixture according to the invention is not as significant as for strontium, precisely because the effect of barium is more pronounced, regardless of which ingredient in the raw mixture it is present. The concentration of BaO in the clinker required to achieve a useful effect in technical solutions known from the prior art cannot be achieved without introducing an additional barium-containing ingredient into the raw material mixture, in particular barite ore or lithoponic waste, while the content of barium compounds in the raw mixture required according to the invention according to the invention is often achieved without such measures, due to the impurities of barium compounds in the calcareous, silicate and ferruginous ingredients, especially in the last day.

Дополнительным необходимым условием является повышенное значение КН сырьевой смеси в пересчете на клинкер, что позволяет обеспечить рост выхода стронций- и барийсодержащего алита в клинкере, получаемом обжигом сырьевой смеси согласно изобретению. Следует отметить, что при значениях КН больше 1 значения глиноземного модуля сырьевой смеси согласно изобретению должны находиться в пределах 0,5 - 0,7, что исключает образование алюминатов кальция и обеспечивает формирование взамен части алита фазы гипералита С3,3 - 3,8 S [14] , также включающего примеси стронция и бария, но значительно более активного во взаимодействии с водой по сравнению с алитом.An additional prerequisite is the increased value of the KH of the raw material mixture in terms of clinker, which allows to increase the yield of strontium and barium-containing alite in the clinker obtained by firing the raw material mixture according to the invention. It should be noted that for KN values greater than 1, the values of the alumina module of the raw material mixture according to the invention should be in the range of 0.5 - 0.7, which excludes the formation of calcium aluminates and ensures the formation of a portion of the alite of the hyperalite phase C 3.3 - 3.8 S [14], which also includes impurities of strontium and barium, but much more active in interaction with water compared with alite.

Сущность изобретения в части цементной сырьевой смеси становится более ясной из примера его осуществления. The invention in terms of cement raw mix becomes clearer from an example of its implementation.

Пример 1. Условия осуществления изобретения следующие. Для приготовления сырьевых смесей согласно изобретению в первой серии опытов, проводимой в производственных и лабораторных условиях, используют сырьевое отделение цементного завода, работающего по мокрому способу, путем двустадийного помола, сначала в мельнице самоизмельчения типа "Гидрофол" диаметром 7,0 м и длиной 2,3 м, затем в двух трубных мельницах диаметром 3 м и длиной 8,5 м, однокамерных, с коэффициентом заполнения мелющей загрузкой 0,27. Полученный шлам с помощью корректирующих бассейнов доводят до требуемого химического состава, усредняют его в горизонтальном бассейне емкостью 6000 м3 и перекачивают в печи через питательные устройства. Влажность шлама 35,6%, растекаемость по конусу М.С. Негинского 49 мм.Example 1. The conditions for carrying out the invention are as follows. For the preparation of the raw mixes according to the invention, in the first series of experiments carried out under production and laboratory conditions, the raw material department of the cement plant operating by the wet method is used by two-stage grinding, first in a self-grinding mill of the Hydrofol type with a diameter of 7.0 m and a length of 2, 3 m, then in two tube mills with a diameter of 3 m and a length of 8.5 m, single chamber, with a fill factor of 0.27 grinding media. The resulting sludge with the help of correcting pools is adjusted to the required chemical composition, averaged in a horizontal pool with a capacity of 6000 m 3 and pumped into the furnace through nutrient devices. Slurry humidity 35.6%, cone spreadability M.S. Neginsky 49 mm.

Исходные ингредиенты сырьевых смесей:
известковый - известняк влажностью (здесь и ниже мас.%): в среднем 18,4, состава п. п. п. 41,18, SiO2 2,92; Аl2О3 1,10; Fe2О3 0,88; CaO 52,21; MgO 0,53; SO3 0,42; R2O 0,09; в том числе Na2O 0,06; K2O 0,05, сумма 99,33 по главным оксидам, n 2,78; р 2,03, малые составляющие: Li2O 0,005, BaO 0,01, SrO 0,08, NiO 0,005, СоО 0, Мn2O3 0,014, Сr2O3 0,02, MoO 0,01, TiO2 0,25, P2O5 0,23, Cl2 0,005, F2 0,001;
алюмосиликатный - глина влажностью 20,2 состава: п.п.п. 10,99; SiO2 62,15; Аl2O3 14,98; Fe2O3 7,38; CaO 0,89; MgO 0,69; SO3 0,39; R2O 2,21, в том числе Na2O 1,01; К2О 1,82; сумма 99,68 по главным оксидам, n 2,78; р 2,03, малые составляющие: Li2O 0,001, BaO 0,002, SrO 0,001, NiO 0,008, СоО 0,001, Мn2O3 0,01, Сr2О3 0,11, MoO 0,01, TiO2 0,136, P2O5 0,03, Cl2 0,01, F2 0,001;
железистый - пиритные огарки влажностью 12,10% состава: SiO2 11,17; Аl2O3 0,97; Fe2O3 76,72; CaO 3,55; MgO 1,96; SO3 4,47; R2O 0,63, в том числе Na2O 0,35, К2O 0,43; сумма 99,47 по главным оксидам, n 0,14; р 0,12; малые составляющие: Li2О 0,001, BaO 0,08, SrO 0,002, NiO 0,037, СоО 0,03, Мn2O3 0,09, Сr2O3 0,24, MoO 0,06, TiO2 0,02, Р2O5 0, Сl2 0, F2 0;
стронцийсодержащие: СА: стронцианитокальцит: известняк с примесью данного минерала в виде стронцианитового прослоя; содержание в пересчете на SrO 2,5 - 3% массы; СБ: стронцианитовая известковая руда, включающая стронцианит в пересчете на SrO 15 - 18% массы - продукт обогащения ингредиента А; СВ - целестиновая известковая руда, включающая в пересчете на SrO 22 - 24% массы;
барийсодержащие: ВА: сульфид бария - вторичный промышленный продукт, включающий в пересчете на BaO 7 - 12% массы; ВВ: витеритовая руда, включающая в пересчете на BaO 2 - 4% массы; ВС - баритовая руда, включающая в пересчете на BaO 3 - 8% массы.
Raw Ingredients:
calcareous - limestone with humidity (here and below wt.%): on average 18.4, composition pp pp 41.18, SiO 2 2.92; Al 2 O 3 1.10; Fe 2 O 3 0.88; CaO 52.21; MgO 0.53; SO 3 0.42; R 2 O 0.09; including Na 2 O 0.06; K 2 O 0.05, amount 99.33 on major oxides, n 2.78; p 2.03, small components: Li 2 O 0.005, BaO 0.01, SrO 0.08, NiO 0.005, CoO 0, Mn 2 O 3 0.014, Cr 2 O 3 0.02, MoO 0.01, TiO 2 0.25, P 2 O 5 0.23, Cl 2 0.005, F 2 0.001;
aluminosilicate - clay with a moisture content of 20.2 composition: 10.99; SiO 2 62.15; Al 2 O 3 14.98; Fe 2 O 3 7.38; CaO 0.89; MgO 0.69; SO 3 0.39; R 2 O 2.21, including Na 2 O 1.01; K 2 O 1.82; the sum of 99.68 on the main oxides, n 2.78; p 2.03, small components: Li 2 O 0.001, BaO 0.002, SrO 0.001, NiO 0.008, CoO 0.001, Mn 2 O 3 0.01, Cr 2 O 3 0.11, MoO 0.01, TiO 2 0.136, P 2 O 5 0.03; Cl 2 0.01; F 2 0.001;
ferrous - pyrite cinder with a moisture content of 12.10% of the composition: SiO 2 11.17; Al 2 O 3 0.97; Fe 2 O 3 76.72; CaO 3.55; MgO 1.96; SO 3 4.47; R 2 O 0.63, including Na 2 O 0.35, K 2 O 0.43; the sum of 99.47 on the main oxides, n 0.14; p 0.12; small components: Li 2 O 0.001, BaO 0.08, SrO 0.002, NiO 0.037, CoO 0.03, Mn 2 O 3 0.09, Cr 2 O 3 0.24, MoO 0.06, TiO 2 0.02 , P 2 O 5 0, Cl 2 0, F 2 0;
strontium-containing: CA: strontianitocalcite: limestone mixed with this mineral in the form of a strontianitic interlayer; content in terms of SrO 2.5 - 3% of the mass; SB: strontianite calcareous ore, including strontianite in terms of SrO 15 - 18% of the mass - the product of the enrichment of ingredient A; SV - celestine calcareous ore, including in terms of SrO 22 - 24% of the mass;
barium-containing: VA: barium sulfide - a secondary industrial product, including in terms of BaO 7 - 12% of the mass; BB: viterite ore, including in terms of BaO 2 - 4% of the mass; BC - barite ore, including in terms of BaO 3 - 8% of the mass.

Для контрольной сырьевой смеси (без добавок стронций- и барийсодержащих минералов) соотношение указанных исходных ингредиентов (в мас. ч. и в кг/т клинкера) регулируют для получения модульных характеристик в пересчете на клинкер, указанных в таблице 1. For a control feed mixture (without additives of strontium and barium-containing minerals), the ratio of the indicated initial ingredients (in parts by weight and in kg / t of clinker) is adjusted to obtain modular characteristics in terms of clinker, shown in table 1.

Для сырьевой смеси согласно прототипу в качестве известковых ингредиентов берут указанный известковый ингредиент и ингредиенты СА и ВС в примерном соотношении 6 : 1 : 1 по массе, сохраняя регулируемое соотношение исходных ингредиентов для получения тех же модульных характеристик. For the raw material mixture according to the prototype, the specified lime ingredient and the ingredients CA and BC are taken as lime ingredients in an approximate ratio of 6: 1: 1 by weight, while maintaining an adjustable ratio of the starting ingredients to obtain the same modular characteristics.

Для сырьевых смесей согласно изобретению соотношение исходных ингредиентов регулируют для получения различных модульных характеристик, приведенных в таблице 1, в пересчете на клинкер. Следует отметить, что как видно из фоновых характеристик исходных ингредиентов по содержанию SrO и BaO, в рядовой (контрольной) сырьевой смеси они существенно ниже достигаемых в сырьевой смеси согласно изобретению и тем более - согласно прототипу. For the raw mixes according to the invention, the ratio of the starting ingredients is adjusted to obtain the various modular characteristics shown in table 1, in terms of clinker. It should be noted that, as can be seen from the background characteristics of the starting ingredients in terms of SrO and BaO, in the ordinary (control) raw material mixture they are significantly lower than those achieved in the raw material mixture according to the invention, and even more so according to the prototype.

Для корректировки состава сырьевой смеси по стронцию и барию используют для первого - спектроскопический метод, для второго - стандартный химико-аналитический по ГОСТ 5382-91. To adjust the composition of the raw mix for strontium and barium, the spectroscopic method is used for the former, and the standard chemical-analytical method according to GOST 5382-91 for the latter.

Для получения клинкера и цемента из сырьевых смесей - контрольной, по прототипу и приготовленной согласно изобретению - в качестве клинкерообжигательной печи используют вращающуюся печь диаметром 5,8 и длиной 185 м, отапливаемую природным газом с теплотой сгорания примерно 6700 ккал/кг, или примерно 28000 кДж/кг, при средней производительности по клинкеру из контрольной сырьевой смеси 70 т/ч, из смеси согласно прототипу - 72 т/ч и из смеси согласно изобретению - от 72 до 75 т/ч в зависимости от модульных характеристик, вычисляемых по формулам
КН = [С (1,65А + 0,35F)] / 2,8S, (1)
силикатный модуль n = S/(A+F), (2)
глиноземный модуль р = A/F, (3)
откуда для расчетного (потенциального) минералогического состава по В.А. Кинду имеем
С3S = 3,8•SiO2(3KH - 2), (4)
C2S = 8,6•SiO2(l - KH), (5)
С3А=2,65(А - 0,64F), (6)
C4AF = 3,04F. (7)
Результаты опытов, приведенные в таблице 1, включают данные по характеристикам средних проб клинкеров: содержание двух важнейших в техническом отношении примесей - SrO и ВаО, а также существенные для изобретения характеристики R2O/SO3 и Аl2O3/Fe2O3 = р, КН, а также содержание в готовых клинкерах свободного оксида кальция (СаОсвоб), или свободной извести и моноксида железа (FeO), или закиси железа. Содержание примесей SrO и ВаО приведено по данным спектрального и химического анализа средних проб сырьевых смесей, остальные характеристики - по данным химического анализа средних проб клинкеров, полученных обжигом указанных смесей. Подробности приведены в примечаниях к таблице 1.
To obtain clinker and cement from raw mixes - the control, prototype and prepared according to the invention - as a clinker kiln, use a rotary kiln with a diameter of 5.8 and a length of 185 m, heated by natural gas with a calorific value of about 6700 kcal / kg, or about 28000 kJ / kg, with an average clinker productivity from the control raw mix of 70 t / h, from the mixture according to the prototype 72 t / h and from the mixture according to the invention from 72 to 75 t / h depending on the modular characteristics calculated by the formulas
KN = [C (1.65A + 0.35F)] / 2.8S, (1)
silicate module n = S / (A + F), (2)
alumina module p = A / F, (3)
whence for the calculated (potential) mineralogical composition according to V.A. Kindu have
C 3 S = 3.8 • SiO 2 (3KH - 2), (4)
C 2 S = 8.6 • SiO 2 (l - KH), (5)
C 3 A = 2.65 (A - 0.64F), (6)
C 4 AF = 3.04F. (7)
The results of the experiments, shown in table 1, include data on the characteristics of the average clinker samples: the content of two technically most important impurities - SrO and BaO, as well as the characteristics R 2 O / SO 3 and Al 2 O 3 / Fe 2 O 3 essential for the invention = p, CN, and the content in the finished clinker free calcium oxide (CaO svob) or a free lime and iron monoxide (FeO), or ferrous oxide. The content of SrO and BaO impurities is given according to the spectral and chemical analysis of average samples of raw mixes, the remaining characteristics are according to chemical analysis of average clinker samples obtained by firing these mixtures. Details are given in the notes to table 1.

Для испытания продуктов, полученных из сырьевых смесей - клинкера и цемента - первый измельчают совместно с гипсовым компонентом в лабораторной двухкамерной мельнице периодического действия, футерованной чугунными бронеплитами, с размерами каждой камеры: длина 0,28 м, диаметр 0,5 м, частота вращения 48 мин-1, мощность привода 1,1 кВт, частота вращения двигателя 930 мин-1, мелющая загрузка на каждую камеру (при навеске портландцемента примерно по 10 кг в каждую камеру): цильпебс диаметром 20 мм и длиной L 32 мм 5 кг, длительность смешения 15 мин. Помол цемента осуществляют с измерением его удельной поверхности по методу воздухопроницаемости, в данном случае с использованием прибора по Г.С. Ходакову. Далее прочностные показатели полученного портландцемента определяют в стандартном цементо-песчаном строительном растворе, приготовленном согласно ГОСТ 310.4-81 путем испытания образцов-балочек размерами 4 х 4 х 16 см после стандартного хранения: сначала в течение 1 суток в воздушно-влажной среде, затем в течение 3 и 28 суток - в воде с температурой 17-23oС.To test products obtained from raw mixes - clinker and cement - the first is crushed together with a gypsum component in a laboratory bicameral mill of periodic action lined with cast iron armored plates, with the dimensions of each chamber: length 0.28 m, diameter 0.5 m, rotation speed 48 min -1 , drive power 1.1 kW, engine speed 930 min -1 , grinding load on each chamber (with portland cement about 10 kg in each chamber): tsilpebs with a diameter of 20 mm and a length of L 32 mm 5 kg, duration mixing 15 min. The grinding of cement is carried out with the measurement of its specific surface according to the method of breathability, in this case, using the device according to G.S. Khodakov. Further, the strength characteristics of the obtained Portland cement are determined in a standard cement-sand mortar prepared according to GOST 310.4-81 by testing 4 x 4 x 16 cm beam samples after standard storage: first for 1 day in an air-moist environment, then for 3 and 28 days in water with a temperature of 17-23 o C.

Для определения деформативных свойств (усадки и расширения) полученных цементов применяют следующую методику. Цементо-водную суспензию (цементное тесто) готовят по ГОСТ 310.3-76 вручную и заполняют им формы-призмы (балочки) размерами 2 x 2 x 13 см следующим образом. На стальном листе, которым облицована поверхность лабораторного стола, собирают формы для изготовления указанных образцов, включающие каждая прямоугольный металлический поддон, на который устанавливают стальную раму, включающую три гнезда для формования призм. В центрах торцевых стенок (2 x 2 см) каждого гнезда имеются полусферические углубления, которые заполняют пластилином. В последний на глубину 2 - 3 мм вдавливают стальные шарики диаметром 5 или 6 мм, закрепляя их тем самым на стенках гнезд в раме. Затем раму встряхивают несколько раз, ударяя о край стальной облицовки стола для проверки прочности закрепления шариков. Убедившись, что шарики держатся крепко, подготовленные рамы устанавливают на стальные поддоны. Места соприкосновения рам с поддонами тщательно замуровывают горячей смазкой, состоящей из смеси парафина и канифоли (3 : 1) по 4 г на каждую раму. Затем формы заполняют указанными материалами и уплотняют так же, как это делают при изготовлении образцов для испытания прочности по ГОСТ 310.4-81, т.е. на вибростоле с частотой колебаний 3000 мин-1, предварительно жестко закрепляя формы на вибростоле с помощью механических зажимов.To determine the deformative properties (shrinkage and expansion) of the obtained cements, the following methodology is used. A cement-water suspension (cement paste) is prepared manually according to GOST 310.3-76 and filled with prism forms (beams) with dimensions of 2 x 2 x 13 cm as follows. On a steel sheet, which is faced with the surface of the laboratory bench, collect molds for the manufacture of these samples, including each rectangular metal pallet, on which a steel frame is installed, including three slots for forming prisms. At the centers of the end walls (2 x 2 cm) of each nest there are hemispherical recesses that are filled with plasticine. In the latter, steel balls with a diameter of 5 or 6 mm are pressed into a depth of 2–3 mm, thereby fixing them on the walls of the nests in the frame. Then the frame is shaken several times, hitting the edge of the steel table lining to check the strength of the balls. After making sure that the balls hold tight, the prepared frames are mounted on steel pallets. The places of contact between the frames and pallets are carefully walled up with hot grease, consisting of a mixture of paraffin and rosin (3: 1), 4 g for each frame. Then the molds are filled with the indicated materials and compacted in the same way as they are done in the manufacture of samples for strength testing according to GOST 310.4-81, i.e. on a vibrating table with an oscillation frequency of 3000 min -1 , previously rigidly fixing the forms on the vibrating table using mechanical clamps.

Через 46-50 ч после затворения указанных материалов призмы с установленными в их торцах шариками извлекают из форм, маркируют и тотчас помещают в воздушно-влажную среду с относительной влажностью (W) не менее 95% и температурой 17-23oС (среда 1). Далее линейные размеры образцов измеряют через установленные сроки и сравнивают с первым измерением, выполненным сразу после распалубки.46-50 hours after mixing of the indicated materials, the prisms with balls installed in their ends are removed from the molds, marked and immediately placed in an air-moist environment with a relative humidity (W) of at least 95% and a temperature of 17-23 o С (medium 1) . Next, the linear dimensions of the samples are measured after a specified time and compared with the first measurement made immediately after the formwork.

Для испытаний образцов на прочность при сжатии применяют стандартный гидравлический пресс с самоустанавливающейся верхней плитой, при изгибе (растяжении при изгибе) - испытательную машину для нагружения балочек по трехточечной схеме, при испытании усадочных деформаций - прибор по ГОСТ 11052-74 для измерения линейных деформаций усадки/расширения, снабженный часовым индикаторным микрометром со шкалой с делениями через 0,01 мм и двумя стрелками, из которых большая указывает доли миллиметра, а меньшая - миллиметры, причем каждый миллиметр соответствует полному обороту большой стрелки. Индикатор снабжен штырем с полусферическим углублением для плотного контакта с шариками, закрепленными на образцах, и закреплен на направляющих таким образом, что расстояние между первым показанием стрелок индикатора и нижним концом измерительной ячейки, в которую устанавливают призму, остается всегда постоянным, а затем изменяется по мере изменения линейных размеров призм. To test the samples for compressive strength, a standard hydraulic press with a self-adjusting top plate is used, when bending (tensile when bending), a testing machine for loading the beams according to a three-point scheme, when testing shrinkage deformations, a device according to GOST 11052-74 for measuring linear shrinkage strains / extensions equipped with an hour indicator micrometer with a scale with divisions through 0.01 mm and two hands, of which the larger indicates fractions of a millimeter, and the smaller indicates millimeters, with each millimeter corresponding There is no full revolution of the big arrow. The indicator is equipped with a hemispherical recessed pin for tight contact with the balls fixed on the samples and fixed on the rails in such a way that the distance between the first indication of the indicator arrows and the lower end of the measuring cell into which the prism is mounted remains always constant and then changes as changes in the linear dimensions of prisms.

Исходные компоненты цемента, помимо упомянутого портландцементного клинкера:
гипсовый компонент (ГК): гипсовый камень, включающий по данным петрографического анализа 1,5 мас.% глинистых примесей;
активные минеральные добавки (АМД):
природная, осадочного происхождения: опока состава (мас. %): п.п.п. 17,36; SiO2 52,03; Al2О3 6,25; Fe2O3 3,54; CaO 17,31; MgO 1,67; SO3 0,05; Na2O 0,25; K2O 1,54;
искусственная: шлак доменный гранулированный состава (мас. %): п.п.п. 0,36; SiO2 31,75; Аl2О3 10,63; Fe2О3 2,12; MnO 0,30; CaO 50,90; MgO 1,24; S (сульфид-ион) 2,09; SО3 0,30;
водопонижающие компоненты (ВК):
модификатор для цемента МЦ-1 по ТУ 5743-026-00369171-01 - смесь полиметиленполинафталинсульфонатов и сульфата натрия - аналог С-3 в виде порошка - микрогранул;
смесь МЦ-1 и технических лигносульфонатов в мас. отношении 1 : 0,3 в виде порошка;
модификатор на основе меламиновой смолы - "Перамин" (импортный);
модификатор на основе нитрата кальция и низкомолекулярных моносахаридов - собственного изготовления авторов изобретения.
The initial components of cement, in addition to the mentioned Portland cement clinker:
gypsum component (HA): gypsum stone, including, according to petrographic analysis, 1.5 wt.% clay impurities;
active mineral additives (AMD):
natural, sedimentary origin: flask composition (wt.%): pp 17.36; SiO 2 52.03; Al 2 O 3 6.25; Fe 2 O 3 3.54; CaO 17.31; MgO 1.67; SO 3 0.05; Na 2 O 0.25; K 2 O 1.54;
artificial: slag blast furnace granular composition (wt.%): pp 0.36; SiO 2 31.75; Al 2 O 3 10.63; Fe 2 O 3 2.12; MnO 0.30; CaO 50.90; MgO 1.24; S (sulfide ion) 2.09; SO 3 0.30;
water-reducing components (VK):
modifier for cement MTs-1 according to TU 5743-026-00369171-01 - a mixture of polymethylene polynaphthalenesulfonates and sodium sulfate - an analogue of S-3 in the form of a powder - microgranules;
a mixture of MC-1 and technical lignosulfonates in wt. ratio 1: 0.3 in powder form;
a modifier based on melamine resin - "Peramin"(imported);
modifier based on calcium nitrate and low molecular weight monosaccharides - own production of the inventors.

При введении указанных водопонижающих компонентов в состав цемента при совместном помоле компонентов цемента получаемый продукт носит название цемента низкой водопотребности и удовлетворяет разработанным для этого вида цемента техническим условиям;
расширяющая добавка (РД): РД1: на основе сульфоалюминатного клинкера, синтетических жирных кислот фракции С17 - С20 и сульфобензойной кислоты в мас. соотношении 100;
РД2: на основе сульфата алюминия, олифы фталевой и фталевой кислоты в мас. соотношении 100 : 30 : 10; 9 - на основе сульфоалюминатного клинкера, смеси технической стеариновой кислоты и церезита (одного из ископаемых восков) в мас. отношении 1 : 1 и смеси сульфобензойной, малеиновой и маннуроновой (одной из альдоновых) кислот в мас. соотношении 1:1:1, при общем мас. соотношении составляющих РД 100 : 2,5 : 20;
все исходные материалы соответствуют государственным стандартам и другой нормативно-технической документации.
When these water-reducing components are introduced into the cement during joint grinding of the cement components, the resulting product is called cement of low water demand and meets the technical conditions developed for this type of cement;
expanding additive (RD): RD1: based on sulfoaluminate clinker, synthetic fatty acids of fraction C 17 - C 20 and sulfobenzoic acid in wt. ratio of 100;
RD2: based on aluminum sulfate, drying oils of phthalic and phthalic acid in wt. ratio of 100: 30: 10; 9 - based on sulfoaluminate clinker, a mixture of technical stearic acid and ceresite (one of the fossil waxes) in wt. 1: 1 ratio and a mixture of sulfobenzoic, maleic and mannuronic (one of the aldonic) acids in wt. the ratio of 1: 1: 1, with a total wt. the ratio of the components of the RD 100: 2.5: 20;
All source materials comply with state standards and other regulatory and technical documentation.

Расширяющую добавку согласно изобретению готовят путем смешения составляющих в лабораторной мешалке ЛМ1 цилиндрического типа длиной 30 см и диаметром 5 см, заполненной стальными шариками диаметром 1,0-1,2 см на 15 об. % при порошкообразных компонентах добавки и на 30 об.% при смеси порошкообразных и жидких компонентов добавки, в течение 20 мин. The expanding additive according to the invention is prepared by mixing the components in a laboratory stirrer LM1 of a cylindrical type with a length of 30 cm and a diameter of 5 cm, filled with steel balls with a diameter of 1.0-1.2 cm at 15 vol. % with powdered components of the additive and 30 vol.% with a mixture of powdered and liquid components of the additive, for 20 minutes

Результаты испытаний, как следует из данных, приведенных в таблице 1, цементные сырьевые смеси согласно изобретению в строках 3 и ниже по сравнению с контрольной сырьевой смесью и сырьевой смесью согласно прототипу, строки 1 и 2 соответственно, подтверждают существенный полезный эффект добавки согласно изобретению, а именно значительное повышение прочностных показателей и многократное снижение усадочных деформаций цементного камня, что соответствует приведенному объяснению сущности изобретения. При этом активная минеральная добавка в сочетании с высокоалитовым клинкером, полученным с использованием промотора, а также гипералитовым клинкером (строки 4 и 5 таблицы 1 соответственно) не приводит к повышению усадочных деформаций, а в случае с применением портландцемента на основе гипералитового клинкера - не препятствует достижению безусадочности цементного камня. При использовании стронций- и барийсо держащих сырьевых смесей согласно изобретению цемент низкой водопотребности (строка 6 таблицы 1) является безусадочным в отсутствие расширяющей добавки, в отличие от опубликованных данных об этом цементе. Согласно данным, приведенным в строке 7 таблицы 1, при использовании стронций- и барийсодержащих сырьевых смесей согласно изобретению портландцемент становится расширяющимся при введении лишь 0,5% по массе расширяющей добавки. Этот результат является рекордом: стоимость расширяющегося портландцемента при этом практически не отличается от стоимости обыкновенного портландцемента, если не учитывать предварительных затрат, в данном случае - на установление оптимальной дисперсности указанного Sr-Ba-содержащего портландцемента путем последовательного изменения содержания в нем расширяющей добавки и уровня дисперсности; при использовании методов математического планирования эксперимента число опытов для достижения оптимумов переменных - содержания РД и величины удельной поверхности цемента - сокращается до шести испытаний, занимающих примерно 30 суток, притом что эти затраты однократные; при дальнейшем производстве требуется лишь их незначительная корректировка. Что касается цемента низкой водопотребности, то потребное содержание расширяющей добавки для достижения расширения цементного камня также является низким (1-4 мас. %, строки 8 и 9 таблицы 1), а превышение содержания указанной добавки в портландцементе (см. строку 7 указанной таблицы) объясняется пониженной удельной поверхностью последнего по сравнению с цементами низкой водопотребности (см. строки 8 и 9 таблицы 1). При этом наблюдаются закономерные зависимости свойств указанных материалов с расширяющей добавкой от ее состава: сульфоалюминатные составы добавки всегда более эффективны по сравнению с включающими сульфат алюминия. The test results, as follows from the data shown in table 1, cement raw mixes according to the invention in lines 3 and below, compared with the control raw mix and raw mix according to the prototype, lines 1 and 2, respectively, confirm the significant beneficial effect of the additives according to the invention, and namely, a significant increase in strength indicators and a multiple decrease in shrinkage deformation of cement stone, which corresponds to the above explanation of the invention. At the same time, an active mineral additive in combination with a high alumite clinker obtained using a promoter, as well as a hyperalite clinker (lines 4 and 5 of table 1, respectively) does not increase shrinkage deformations, and in the case of Portland cement based on hyperalite clinker, it does not prevent shrinkage of cement stone. When using strontium- and barium-containing raw mixes according to the invention, the low water demand cement (row 6 of table 1) is non-shrinking in the absence of an expanding additive, in contrast to the published data on this cement. According to the data in row 7 of table 1, when using strontium- and barium-containing feed mixtures according to the invention, Portland cement becomes expandable when only 0.5% by weight of the expanding agent is added. This result is a record: the cost of expanding Portland cement is almost the same as the cost of ordinary Portland cement, if you do not take into account the preliminary costs, in this case, to establish the optimal dispersion of the specified Sr-Ba-containing Portland cement by successively changing the content of the expanding additive and the level of dispersion ; when using the methods of mathematical design of the experiment, the number of experiments to achieve optimum variables — the RD content and the specific surface area of cement — is reduced to six trials that take approximately 30 days, although these costs are one-time; with further production, only a slight adjustment is required. As for cement of low water demand, the required content of expanding additive to achieve the expansion of cement stone is also low (1-4 wt.%, Lines 8 and 9 of table 1), and the excess content of the specified additives in Portland cement (see line 7 of this table) due to the lower specific surface area of the latter compared to cements of low water demand (see lines 8 and 9 of table 1). At the same time, regular dependences of the properties of these materials with an expanding additive on its composition are observed: sulfoaluminate compositions of the additive are always more effective compared to those containing aluminum sulfate.

Следует отметить, что как представленные в таблице 1 составы водопонижающего компонента, так и другие, указанные выше и включающие продукты конденсации меламинсодержащих смол, а также составы, основанные на моносахаридах и их комбинации, и смеси этих веществ, а также их смеси с электролитами позволяют получить результаты, практически аналогичные приведенным в таблице 1. Различия относятся лишь к расходу водопонижающего компонента при изготовлении цемента низкой водопотребности, а также к связи указанного расхода с величиной щелочного модуля. Соли производных нафталинсульфокислоты и технические лигносульфонаты могут быть использованы при любом значении щелочного модуля в пределах указанного диапазона, но с его повышением расход водопонижающего компонента следует увеличивать от примерно 0,8 - 1,2 до 1,5 - 2 маc. ч. на 100 маc. ч. клинкерного компонента. Соли производных меламинсодержащих смол следует применять лишь в сочетании с клинкерным компонентом, характеризующимся значениями щелочного модуля в пределах по 0,7 - 1 и при содержании соединений щелочных металлов в пересчете на R2О не более 0,8 маc.%, при их расходе от примерно 0,7 до 1,6 маc.ч. на 100 маc.ч. клинкерного ингредиента. Наконец, комплексные соли щелочноземельных металлов с моносахаридами следует применять также в сочетании с низкощелочными клинкерами, при этом их расход следует поддерживать в пределах примерно на одну треть ниже по сравнению с указанным для солей производных меламинсодержащих смол.It should be noted that both the compositions of the water-lowering component presented in Table 1, as well as the others mentioned above and including the condensation products of melamine-containing resins, as well as compositions based on monosaccharides and their combinations, and mixtures of these substances, as well as their mixtures with electrolytes, can be obtained the results are almost similar to those shown in table 1. The differences relate only to the consumption of the water-reducing component in the manufacture of cement of low water demand, as well as to the relationship of the specified consumption with the size of alkaline m modulus. Salts of derivatives of naphthalene sulfonic acid and technical lignosulfonates can be used at any value of the alkaline module within the specified range, but with its increase, the consumption of the water-reducing component should be increased from about 0.8 - 1.2 to 1.5 - 2 wt. hours for 100 wt. including clinker component. Salts of derivatives of melamine-containing resins should be used only in combination with a clinker component, characterized by an alkaline modulus of 0.7 - 1 and a content of alkali metal compounds in terms of R 2 O of not more than 0.8 wt.%, At a flow rate of from about 0.7 to 1.6 wt.h. at 100 max. clinker ingredient. Finally, complex salts of alkaline earth metals with monosaccharides should also be used in combination with low alkaline clinkers, and their flow rate should be kept at about one third lower than that indicated for salts of derivatives of melamine-containing resins.

Испытания многочисленных составов расширяющей добавки, указанных выше, с применением пленкообразователей всех четырех перечисленных групп, а также травильных агентов всех 11 перечисленных групп также позволяют в оптимальных сочетаниях получить результаты, практически аналогичные приведенным в таблице 1, при учете следующих особенностей:
1) масса веществ-пленкообразователей в составе расширяющей добавки возрастает в пределах указанного диапазона по отношению к массе сульфоалюминатного клинкера или сульфата алюминия в следующем ряду: техническая стеариновая кислота не более, чем смесь технических стеариновой и олеиновой кислот не более, чем синтетические жирные кислоты фракции C21 - С22 менее, чем синтетические жирные кислоты фракции С17 - С20 менее, чем техническая арахиновая кислота менее, чем техническая олеиновая кислота менее, чем ископаемые воски не более, чем смеси ископаемых восков с любой из вышеперечисленных кислот в данном ряду менее, чем синтетические воски менее, чем смеси синтетических восков с любой из вышеперечисленных кислот в данном ряду менее, чем льняной воск менее, чем смеси льняного воска с любой из вышеперечисленных кислот в данном ряду менее, чем растительные масла жирные препарированные (касторовое, его кислые производные, арахисовое, соевое) примерно такая же, как смеси указанных масел с любым из веществ, приведенных выше в данном ряду менее, чем олифа натуральная быстровысыхающая примерно такая же, как смеси указанной олифы с любым из приведенных выше веществ в данном ряду не более, чем олифа натуральная полимеризованная примерно такая же, как смеси указанной олифы с любым из приведенных выше веществ в данном ряду менее, чем олифа полусинтетическая комбинированная классов К3 - K5 примерно такая же, как смеси указанной олифы с любым из приведенных выше веществ в данном ряду олифа фталевая примерно такая же, как смеси указанной олифы с любым из приведенных выше веществ в данном ряду не более, чем олифа полусинтетическая полимеризационная примерно такая же, как смеси указанной олифы с любым из приведенных выше веществ в данном ряду менее, чем олифа эмульсионная с эмульгатором CaO примерно такая же, как смеси указанной олифы с любым из приведенных выше веществ в данном ряду менее, чем растворы любого из приведенных выше веществ в данном ряду в минеральном масле. Минимальные значения массы пленкообразователя в расширяющей добавке относятся преимущественно к первым членам приведенного ряда, а максимальные значения - преимущественно к последним членам приведенного ряда;
2) масса веществ - травильных агентов в составе расширяющей добавки возрастает в пределах указанного диапазона по отношению к массе сульфоалюминатного клинкера или сульфата алюминия в следующем ряду: техническая сульфобензойная кислота примерно такая же, как бензойная кислота не более, чем оксиметилбензойная кислота примерно такая же, как фталевая кислота менее, чем гиппуровая кислота менее, чем пропиоловая кислота не более, чем сульфосалициловая кислота примерно такая же, как салициловая кислота не более, чем пировиноградная кислота менее, чем малеиновая кислота примерно такая же, как метилмалеиновая кислота примерно такая же, как фумаровая кислота не более, чем ангидриды указанных выше кислот в примерно том же порядке не более, чем гликолевая кислота не более, чем глиоксалевая кислота не более, чем мезоксалевая кислота не более, чем глиоксиловая кислота не более, чем сорбиновая кислота не более, чем рицинолевая кислота не более, чем акриловая кислота не более, чем альдоновые кислоты менее, чем кротоновый альдегид примерно такая же, как маннит не более, чем этиленгликоль менее, чем адипиновая кислота примерно такая же, как ангидриды указанных выше кислот до гликолевой в примерно том же порядке примерно такая же, как метилэтилкарбинол не более, чем адиполь не более, чем левулиновая кислота ≤ фенилглицин менее, чем кротоновый альдегид менее, чем циклогептанол менее, чем смоляные кислоты в парных смесях с указанными выше веществами в данном ряду примерно такая же, как смеси любых из указанных выше веществ. Кроме того, возможно применение в качестве составляющих последних также побочных продуктов и промышленных отходов, включающих указанные вещества из данного ряда в качестве неочищенных составляющих, а также кислые побочные продукты и отходы различных химических и фармацевтических производств, например муравьиной кислоты, уксусной кислоты, лимонной кислоты, аскорбиновой кислоты, чистых химических реактивов кислого ряда, производства синтетических смол с летучестью не выше 5 мг/м3 воздуха рабочей зоны. Минимальные значения массы травильного агента в расширяющей добавке относятся преимущественно к первым членам приведенного ряда, а максимальные значения - преимущественно к последним членам приведенного ряда. Следует отметить, что салициловая и сульфосалициловая кислоты, а также их ангидриды особенно эффективны для цементов на основе сырьевых смесей с глиноземным модулем в пределах 0,5 - 1, поскольку образуют не только алюминий-, но и железоорганические соединения.
Tests of the numerous compositions of the expanding additives mentioned above with the use of film formers of all four of the listed groups, as well as etching agents of all 11 of the listed groups, also allow to obtain results in optimal combinations that are almost similar to those shown in table 1, taking into account the following features:
1) the mass of film-forming substances in the expanding additive increases within the specified range with respect to the mass of sulfoaluminate clinker or aluminum sulfate in the following series: technical stearic acid is no more than a mixture of technical stearic and oleic acids no more than synthetic fatty acids of fraction C 21 - 22 C less than synthetic fatty acid fraction C 17 - C 20 less than technical arachidic acid less than technical oleic acid less than fossil waxes no more than the mixture and digging waxes with any of the above acids in this series is less than synthetic waxes less than a mixture of synthetic waxes with any of the above acids in this series is less than flax wax less than a mixture of flax wax with any of the above acids in this series is less than than prepared fatty oils (castor oil, its acid derivatives, peanut, soybean) are approximately the same as mixtures of these oils with any of the substances listed above in this series are less than natural quick drying oil imerno same as mixtures of said drying oil with any of the above substances in a given row is not more than linseed natural polymerized about the same as the mixture of said drying oil with any of the above substances in a given row less than linseed oil semisynthetic combination classes K 3 - K 5 is about the same as a mixture of the specified drying oil with any of the above substances in this series of phthalic drying oil is about the same as a mixture of the specified drying oil with any of the above substances in this series is no more than a semi-synthetic drying oil polymerization is approximately the same as a mixture of the indicated drying oil with any of the above substances in this series is less than an emulsion drying oil with CaO emulsifier is approximately the same as a mixture of the specified drying oil with any of the above substances in this series is less than solutions of any of the above higher substances in this row in mineral oil. The minimum values of the mass of the film former in the expanding additive relate mainly to the first members of the above series, and the maximum values mainly to the last members of the above series;
2) the mass of etching agents in the expanding additive increases within the specified range with respect to the mass of sulfoaluminate clinker or aluminum sulfate in the following series: technical sulfobenzoic acid is about the same as benzoic acid, no more than hydroxymethylbenzoic acid, about the same as phthalic acid less than hippuric acid less than propiolic acid no more than sulfosalicylic acid about the same as salicylic acid no more than pyruvic acid m than maleic acid is about the same as methylmaleic acid is about the same as fumaric acid no more than the anhydrides of the above acids in about the same order no more than glycolic acid no more than glyoxalic acid no more than mesoxalic acid no more than glyoxylic acid no more than sorbic acid no more than ricinoleic acid no more than acrylic acid no more than aldonic acids less than crotonic aldehyde about the same as mannitol no more than ethylene glycol less than adipic acid is approximately the same as the anhydrides of the above acids to glycolic in approximately the same order is approximately the same as methylethylcarbinol no more than adipole no more than levulinic acid ≤ phenylglycine less than crotonaldehyde less than cycloheptanol less than resin acids in paired mixtures with the above substances in this series are approximately the same as mixtures of any of the above substances. In addition, it is possible to use as components of the latter also by-products and industrial wastes including these substances from this series as crude components, as well as acidic by-products and wastes of various chemical and pharmaceutical industries, for example formic acid, acetic acid, citric acid, ascorbic acid, pure acidic chemicals, production of synthetic resins with a volatility of not more than 5 mg / m 3 of air of the working area. The minimum values of the mass of the etching agent in the expanding additive relate mainly to the first members of the above series, and the maximum values mainly to the last members of the above series. It should be noted that salicylic and sulfosalicylic acids, as well as their anhydrides, are especially effective for cements based on raw mixtures with an alumina module in the range of 0.5 - 1, since they form not only aluminum but also organo-iron compounds.

Из приведенных в таблице 1 результатов следует, что первая задача изобретения - создание цементной сырьевой смеси, позволяющей после обжига портландцементного клинкера на ее основе получить минимальные усадочные деформации цементного камня, изготовленного из портландцемента на базе указанного клинкера, - решена. From the results shown in table 1, it follows that the first objective of the invention - the creation of a cement raw material mixture, which allows after firing Portland cement clinker based on it to obtain the minimum shrinkage deformation of cement stone made from Portland cement based on the specified clinker, is solved.

Указанная цементная сырьевая смесь не позволяет получить максимального технического эффекта без использования способа изготовления портландцемента с пониженной усадкой, полученного из клинкера на основе указанной смеси. The specified cement raw mix does not allow to obtain the maximum technical effect without using the method of manufacturing Portland cement with reduced shrinkage obtained from clinker based on the specified mixture.

Из уровня техники известен предложенный А.Е. Шейкиным способ изготовления портландцемента с пониженной усадкой, характеризующегося минералогическим составом, включающим четыре составляющих: трехкальциевый силикат (алит, C3S), двухкальциевый силикат (C2S), трехкальциевый алюминат (С3А), алюмоферритную фазу (обычно четырехкальциевый алюмоферрит, C4AF), заключающийся в ограничении содержания С3А и C2S значениями 5 и 15% массы цемента соответственно, то есть снижения содержания клинкерных фаз, образующих после затворения указанного цемента водой повышенную по сравнению с другими составляющими долю содержания гидратных фаз в виде гелей, претерпевающих большую усадку при твердении цемента по сравнению с гидратными фазами с повышенной долей кристаллов, образующихся из С3S и C4AF [15]. Хотя указанное объяснение, впервые высказанное автором данного технического решения еще в 1943 г. , в настоящее время не находит поддержки, сам способ был позднее подтвержден наиболее авторитетными источниками [16, 17] и учитывается действующими СНиП: ограничение содержания трехкальциевого алюмината и белита в портландцементе с пониженной усадкой считается целесообразным и в настоящее время. Недостаток этою технического решения заключается в том, что таким образом не удается получить безусадочный портландцемент: минимальная усадка в лучших образцах из цементного теста нормальной густоты при указанных ограничениях минералогического состава клинкера равна примерно 1,2 - 1,4 мм/м в 28-суточном возрасте при хранении в воздушно-влажной среде с относительной влажностью более 95%.The prior art proposed A.E. The Sheikin method of manufacturing Portland cement with reduced shrinkage, characterized by a mineralogical composition comprising four components: tricalcium silicate (alite, C 3 S), dicalcium silicate (C 2 S), tricalcium aluminate (C 3 A), aluminoferrite phase (usually tetracalcium aluminoferrite, C 4 AF), which consists in limiting the content of C 3 A and C 2 S to 5 and 15% of the mass of cement, respectively, that is, reducing the content of clinker phases, which, after mixing the specified cement with water, increase the composition compared to other They contain a fraction of the content of hydrated phases in the form of gels, which undergo a greater shrinkage during cement hardening as compared with hydrated phases with an increased fraction of crystals formed from С 3 S and C 4 AF [15]. Although this explanation, first expressed by the author of this technical solution back in 1943, currently does not find support, the method itself was later confirmed by the most authoritative sources [16, 17] and is taken into account by the current SNiP: restriction of the content of tricalcium aluminate and belite in Portland cement with reduced shrinkage is considered appropriate at the present time. The disadvantage of this technical solution is that in this way it is not possible to obtain non-shrink Portland cement: the minimum shrinkage in the best samples from a cement paste of normal density under the indicated limitations of the mineralogical composition of clinker is approximately 1.2 - 1.4 mm / m at 28 days of age when stored in an air-humid environment with a relative humidity of more than 95%.

Известен также портландцемент с пониженной усадкой, выпускаемый в Швеции и характеризующийся следующим содержанием указанных минералов: С3S 81, C2S 1, С3А 5, C4AF 7, примеси - остальное, характеризуемый глиноземным модулем примерно 1,4, КН 0,996, совместный помол которого с гипсовым компонентом, взятым в количестве 3,5% массы цемента, осуществляют до удельной поверхности 4500 м2/кг, при величине усадочных деформаций, измеренных в указанных условиях, примерно 1 мм/м [18]. Этот результат превосходит полученный согласно предыдущему техническому решению и является логическим завершением основной идеи А. Е. Шейкина, изложенной выше, о максимальном ограничении содержания С3А и C2S в портландцементном клинкере для получения портландцемента с пониженной усадкой. Испытания этого шведского портландцемента проводились в Польше, а результаты были переданы в НИИЦемент по соглашению о сотрудничестве с Польским институтом вяжущих материалов (г. Ополе) и помимо указанной публикации содержатся также в отчете НИИЦемента о совместной работе. Однако, по мнению шведских исследователей, выпуск такого клинкера требует высоких затрат электроэнергии на исключительно тонкий помол сырьевой смеси и высоких затрат топлива на ее обжиг, а получаемый продукт характеризуется недостаточно стабильным качеством, в том числе непостоянством усадки, поэтому к настоящему времени выпуск цемента по способу согласно данному техническому решению в Швеции прекращен. Таким образом, указанная идея Шейкина в логически завершенной форме оказалась промышленно неосуществимой, хотя полученный результат по ограничению усадки цементного теста без введения расширяющихся добавок остается лучшим, известным из уровня техники.Also known is Portland cement with reduced shrinkage, produced in Sweden and characterized by the following contents of the indicated minerals: C 3 S 81, C 2 S 1, C 3 A 5, C 4 AF 7, impurities - the rest, characterized by an alumina module of about 1.4, KN 0.996, the joint grinding of which with a gypsum component, taken in an amount of 3.5% of the mass of cement, is carried out to a specific surface of 4500 m 2 / kg, with a value of shrinkage strain measured under these conditions, about 1 mm / m [18]. This result is superior to that obtained according to the previous technical solution and is a logical conclusion to the main idea of A.E. Sheikin stated above about the maximum restriction of the content of C 3 A and C 2 S in Portland cement clinker to obtain Portland cement with reduced shrinkage. Tests of this Swedish Portland cement were carried out in Poland, and the results were transferred to NIICement under a cooperation agreement with the Polish Institute of Cementing Materials (Opole) and, in addition to the publication, are also contained in the NIICement report on joint work. However, according to Swedish researchers, the production of such a clinker requires high energy costs for exceptionally fine grinding of the raw material mixture and high fuel costs for its firing, and the resulting product is characterized by insufficiently stable quality, including inconstancy of shrinkage, therefore, to date, the production of cement by the method according to this technical solution in Sweden discontinued. Thus, the indicated idea of Sheikin in a logically complete form turned out to be industrially impracticable, although the result obtained by limiting the shrinkage of cement paste without introducing expanding additives remains the best known in the art.

Наиболее близким к изобретению техническим решением (прототипом) является способ изготовления портландцемента с пониженной усадкой из портландцементного клинкера, полученного путем обжига до спекания цементной сырьевой смеси, содержащей известковый, силикатный и железистый ингредиенты, а также соединения стронция в пересчете на оксид в количестве 0,03 - 0,5% массы, и последующего совместного помола указанного клинкера с гипсовым компонентом [19]. В присутствии указанной примеси, но в повышенных до 3% массы количествах, существенно повышались прочностные показатели цементов, в том числе в ранние сроки твердения, за исключением высокоалитовых (с. 311 указанной работы). В присутствии аналогичной по механизму действия стронцию примеси бария также наиболее эффективны белитовые и низкоалюминатные цементы (с. 308 - 311 упомянутого источника). Как указано выше, рост прочности цементов при прочих равных условиях антибатен усадочным деформациям, следовательно, указанные примеси способствуют снижению усадочных деформаций цемента из клинкера, полученного обжигом указанной сырьевой смеси, без нежелательных последствий в виде роста энергозатрат на обжиг клинкера и помол цемента, в противоположность предыдущему техническому решению; напротив, в работе [19] упоминается о снижении в присутствии указанных примесей в клинкере энергозатрат на помол цемента. Но недостаток указанного технического решения аналогичен предыдущему: эксперименты авторов настоящего изобретения свидетельствуют, что минимальная усадка, достигаемая у цемента, изготовленного согласно данному способу, примерно равна 1-1,2 мм/м. Closest to the invention, the technical solution (prototype) is a method of manufacturing Portland cement with reduced shrinkage from Portland cement clinker, obtained by firing before sintering a cement raw material mixture containing lime, silicate and ferrous ingredients, as well as strontium compounds in terms of oxide in the amount of 0.03 - 0.5% of the mass, and subsequent joint grinding of the specified clinker with a gypsum component [19]. In the presence of this impurity, but in quantities increased up to 3% of the mass, the strength properties of cements significantly increased, including in the early stages of hardening, with the exception of high-alumina ones (p. 311 of this work). In the presence of barium impurities, similar in mechanism of action, to barium impurities, belite and low aluminate cements are also most effective (pp. 308–311 of the mentioned source). As indicated above, the increase in the strength of cements, ceteris paribus, is antibacterial to shrinkage deformations, therefore, these impurities contribute to the reduction of shrinkage deformations of cement from clinker obtained by firing the specified raw material mixture, without undesirable consequences in the form of an increase in energy consumption for firing clinker and grinding cement, in contrast to the previous technical solution; on the contrary, in [19] a decrease in the energy consumption for cement grinding in the presence of the indicated impurities in the clinker is mentioned. But the disadvantage of this technical solution is similar to the previous one: the experiments of the authors of the present invention indicate that the minimum shrinkage achieved with cement made according to this method is approximately 1-1.2 mm / m.

Задачей настоящего изобретения в части способа изготовления портландцемента с пониженной усадкой является коренное снижение усадочных деформаций полученного цемента по сравнению с уровнем техники, вплоть до нулевых показателей при измерении в указанных выше условиях без применения расширяющей добавки, а также снизить содержание указанной добавки до минимального уровня, вплоть до 0,5 - 2% массы цемента. Такое снижение позволяет решающим образом увеличить объем внедрения указанного цемента в строительном комплексе. The objective of the present invention in terms of a method of manufacturing Portland cement with reduced shrinkage is to drastically reduce the shrinkage deformations of the obtained cement compared to the prior art, up to zero values when measured under the above conditions without the use of an expanding additive, and also to reduce the content of this additive to a minimum level, down to up to 0.5 - 2% of the mass of cement. This decrease allows to decisively increase the volume of implementation of the specified cement in the construction complex.

Указанная задача решается тем, что в способе изготовления портландцемента с пониженной усадкой из портландцементного клинкера, полученного путем обжига до спекания цементной сырьевой смеси, содержащей известковый, силикатный и железистый ингредиенты, а также соединения стронция в пересчете на оксид стронция в количестве 0,03-0,5% массы, оксиды щелочных металлов и триоксид серы, и последующего совместного помола указанного клинкера с гипсовым компонентом, цементная сырьевая смесь содержит соединения стронция в известковом ингредиенте в виде природных минералов из группы кальцитостронцианита и/или стронцианита, и/или целестина при глиноземном модуле указанной смеси 0,5-1,25 и мас. соотношении оксидов щелочных металлов в пересчете на оксид натрия Na2О и триоксида серы 0,7-1,5, при этом обжиг ведут в окислительной атмосфере до содержания в клинкере, маc. %: свободного оксида кальция 0,05-0,8 и моноксида железа 0,01-0,3, а совместный помол ведут при массовом соотношении указанного клинкера и гипсового компонента в пересчете на триоксид серы 100: (0,3-6) до удельной поверхности в диапазоне 250-700 м2/кг и с учетом критерия минимальной усадки в воздушно-влажной среде образцов из цементного теста.This problem is solved by the fact that in the method of manufacturing Portland cement with reduced shrinkage from Portland cement clinker, obtained by firing before sintering a cement raw material mixture containing lime, silicate and ferrous ingredients, as well as strontium compounds in terms of strontium oxide in an amount of 0.03-0 , 5% of the mass, alkali metal oxides and sulfur trioxide, and subsequent joint grinding of the specified clinker with a gypsum component, the cement raw material mixture contains strontium compounds in the lime ingredient in ide of natural minerals from the group of calcitostrontianite and / or strontianite, and / or celestin with an alumina module of the specified mixture of 0.5-1.25 and wt. the ratio of alkali metal oxides in terms of sodium oxide Na 2 O and sulfur trioxide 0.7-1.5, while firing is carried out in an oxidizing atmosphere until the content in clinker, wt. %: free calcium oxide 0.05-0.8 and iron monoxide 0.01-0.3, and joint grinding is carried out at a mass ratio of the specified clinker and gypsum component in terms of sulfur trioxide 100: (0.3-6) to specific surface area in the range of 250-700 m 2 / kg and taking into account the criterion of minimum shrinkage in the air-moist environment of samples from cement paste.

В варианте изобретения указанная сырьевая смесь дополнительно содержит соединения бария в виде сульфида и/или витерита, и/или барита в пересчете на оксид бария в количестве 0,15-0,5 %. In an embodiment of the invention, said raw material mixture further comprises barium compounds in the form of sulfide and / or witherite and / or barite in terms of barium oxide in an amount of 0.15-0.5%.

В другом варианте изобретения коэффициент насыщения известью берут в пределах 0,9-1,15 в пересчете на портландцементный клинкер. In another embodiment of the invention, the coefficient of saturation of lime is taken in the range of 0.9-1.15 in terms of Portland cement clinker.

В третьем варианте изобретения в качестве гипсового компонента берут сульфат кальция в виде природного гипсового камня, включающего 0,01-1,5 маc.% глинистых примесей. In the third embodiment of the invention, calcium sulfate is taken as a gypsum component in the form of a natural gypsum stone, comprising 0.01-1.5 wt.% Clay impurities.

В следующем варианте изобретения при совместном помоле дополнительно вводят активную минеральную добавку в количестве 0,5-40 мас.%. In a further embodiment of the invention, when co-milling, an active mineral supplement is additionally added in an amount of 0.5-40 wt.%.

В варианте изобретения влажность активной минеральной добавки перед совместным помолом 6-12 мас.%. In an embodiment of the invention, the moisture content of the active mineral additive before co-grinding is 6-12 wt.%.

В другом варианте изобретения при совместном помоле дополнительно вводят водопонижающий компонент при массовом соотношении указанного клинкера и водопонижающего 100:(0,3-2,5). In another embodiment of the invention, when co-milling, a water-reducing component is additionally introduced at a mass ratio of said clinker and water-reducing component 100: (0.3-2.5).

Еще в одном варианте изобретения в качестве водопонижающего компонента указанного портландцемента используют материалы из группы: соль щелочноземельных и/или щелочных металлов продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, соль щелочноземельных и/или щелочных металлов продукта конденсации меламинсодержащих смол с формальдегидом, технический лигносульфонат щелочноземельных и/или щелочных металлов, обычный или модифицированный фенолформальдегидной смолой, комплексная соль щелочноземельного металла и серной и/или азотной, и/или муравьиной, и/или уксусной кислот с низкомолекулярными моносахаридами С35, парные смеси указанных материалов в массовом соотношении от 4:1 до 1:4.In another embodiment of the invention, materials from the group are used as a water-lowering component of said Portland cement: a salt of an alkaline earth and / or alkali metal product of the condensation of naphthalene sulfonic acid with formaldehyde, a salt of an alkaline earth and / or alkali metal product of the condensation of melamine-containing resins with formaldehyde, a technical alkaline earth lignosulfonate and / or alkaline metals, ordinary or modified phenol-formaldehyde resin, a complex salt of an alkaline earth metal and sulfuric and / or otnoy and / or formic and / or acetic acid with low molecular monosaccharides C 3 -C 5, the paired mixture of these materials in a weight ratio of from 4: 1 to 1: 4.

В другом варианте изобретения совместный помол осуществляют в вентилируемом измельчителе при степени аспирации последнего, соответствующей санитарному минимуму, контролируемому по отсутствию пыления из входной горловины измельчителя. In another embodiment of the invention, joint grinding is carried out in a ventilated grinder with a degree of aspiration of the latter corresponding to the sanitary minimum, controlled by the absence of dusting from the inlet neck of the grinder.

В следующем варианте изобретения совместный помол осуществляют при дополнительном введении расширяющей добавки, включающей в качестве составляющих сульфоалюминатный клинкер или сульфат алюминия, пленкообразователь и травильный агент, при массовом соотношении указанного клинкера и указанной добавки 100:(0,5-4). In a further embodiment of the invention, co-grinding is carried out with the additional introduction of an expanding additive, comprising as components sulfoaluminate clinker or aluminum sulfate, a film former and etching agent, with a weight ratio of said clinker and said additive of 100: (0.5-4).

В варианте изобретения в качестве указанной добавки используют предварительно изготовленную смесь сульфоалюминатного клинкера или сульфата алюминия, пленкообразователя и травильного агента, причем в качестве пленкообразователя используют гидрофобизующие вещества из групп: высшие жирные кислоты - синтетические жирные кислоты фракции С1722, технические стеариновая, арахиновая, олеиновая кислоты, парные смеси этих веществ, олифы - натуральные - полимеризованная и быстровысыхающая, полусинтетические - полимеризованная, комбинированная классов К3-K5, фталевая, эмульсионная с эмульгатором оксидом кальция СаО, парные смеси этих веществ, воски - льняной, ископаемый, синтетический - продукт этерификации окисленных парафинов, растительные масла
- жирные препарированные, их парные смеси с веществами предыдущих групп и/или содержащими их вторичными продуктами и отходами, растворы веществ любой из приведенных выше групп в минеральном масле, а в качестве травильного агента используют вещества, селективно активирующие алюминаты, сульфоалюминаты кальция и соли алюминия в указанной добавке, из групп: пировиноградная кислота, альдоновые кислоты, левулиновая кислота, мезоксалевая кислота, ароматические кислоты - техническая бензойная кислота, сульфобензойная кислота, оксиметилбензойная кислота, фталевая кислота, гиппуровая кислота, их кислые производные, ангидриды указанных кислот, непредельные карбоновые кислоты - акриловая кислота, пропиоловая кислота, сорбиновая кислота, рицинолевая кислота, оксикислоты - гликолевая кислота, глиоксалевая кислота, их кислые производные, салициловая кислота, сульфосалициловая кислота, их производные, карбоциклические соединения - адипиновая кислота, ее ангидрид, фенилглицин, циклогептанол, дикарбоновые соединения - малеиновая кислота, метилмалеиновая кислота, фумаровая кислота, ангидриды указанных кислот, смоляные кислоты в парных смесях с веществами из предыдущих групп, спирты - адиполь, маннит, этиленгликоль, метилэтилкарбинол, альдегиды - глиоксиловая кислота, кротоновый альдегид, парные и тройные смеси указанных веществ и/или содержащих их вторичных продуктов и отходов, при массовом соотношении составляющих в указанной добавке 100:(2,5-30):(2-20) соответственно.
In an embodiment of the invention, a prefabricated mixture of sulfoaluminate clinker or aluminum sulfate, a film former and an etching agent is used as the additive, and hydrophobizing substances from the groups are used as a film former: higher fatty acids — synthetic fatty acids of the C 17 -C 22 fraction, technical stearic, arachinic , oleic acid, paired mixtures of these substances, drying oils - natural - polymerized and quick-drying, semi-synthetic - polymerized, combined class K 3 -K 5 , phthalic, emulsion with emulsifier calcium oxide CaO, paired mixtures of these substances, waxes - flax, fossil, synthetic - the product of esterification of oxidized paraffins, vegetable oils
- fatty preparations, their paired mixtures with substances of the previous groups and / or secondary products and wastes containing them, solutions of substances of any of the above groups in mineral oil, and substances that selectively activate aluminates, calcium sulfoaluminates of calcium and aluminum salts are used as an etching agent the specified additive, from the groups: pyruvic acid, aldonic acids, levulinic acid, mesoxalic acid, aromatic acids - industrial benzoic acid, sulfobenzoic acid, hydroxymethylbenzoic acid, phthalic acid, hippuric acid, their acid derivatives, anhydrides of the indicated acids, unsaturated carboxylic acids - acrylic acid, propiol acid, sorbic acid, ricinoleic acid, hydroxy acids - glycolic acid, glyoxal acid, their acid derivatives, salicylic acid, sulfosalicylic acid their derivatives, carbocyclic compounds - adipic acid, its anhydride, phenylglycine, cycloheptanol, dicarboxylic compounds - maleic acid, methylmaleic acid, fumaric acid, and nhydrides of these acids, resin acids in paired mixtures with substances from the previous groups, alcohols - adipole, mannitol, ethylene glycol, methylethylcarbinol, aldehydes - glyoxylic acid, crotonic aldehyde, paired and ternary mixtures of these substances and / or secondary products and wastes containing them, with the mass ratio of the components in the specified additive 100: (2.5-30) :( 2-20), respectively.

Сущность изобретения в части способа изготовления портландцемента с пониженной усадкой по процессу обжига стронций- и стронций-барийсодержащего клинкера заключается в том, что окислительную среду строго выдерживают на всем протяжении зоны спекания. Причина состоит в вероятности образования в составе эвтектики и общей клинкерной жидкой фазы в локальных зонах вращающейся печи с восстановительной средой феррита стронция. Одним из факторов, обеспечивающих появление последнего, являются равные отклонения от относительной основности указанного эвтектического клинкерного расплава (далее сокращенно ЭКР), равной 1, значений относительной основности SrO (+0,09) и FeO (-0,09). Наличие феррита стронция в клинкере, обожженном в восстановительной среде, действительно зафиксировано экспериментально при его недожоге и, как показывает опыт, полностью исключает положительное влияние соединений стронция на технические свойства цемента вследствие того, что феррит стронция, попадая при кристаллизации клинкерных минералов в процессе охлаждения клинкера в алюмоферритную фазу, практически исключает стронций из гидратных фаз, участвующих в формировании матрицы цементного камня в твердеющем цементе ввиду слишком медленной скорости гидратации алюмоферритной фазы, включающей указанный феррит. Это полностью относится и к барию. The essence of the invention in terms of a method of manufacturing Portland cement with reduced shrinkage during the firing process of strontium and strontium-barium-containing clinker is that the oxidizing medium is strictly maintained throughout the sintering zone. The reason is the probability of the formation of a common clinker liquid phase in the eutectic composition in the local zones of the rotary kiln with the reducing medium of strontium ferrite. One of the factors that ensure the appearance of the latter is equal deviations from the relative basicity of the indicated eutectic clinker melt (hereinafter abbreviated ECR) equal to 1, the values of the relative basicity of SrO (+0.09) and FeO (-0.09). The presence of strontium ferrite in clinker, calcined in a reducing medium, was actually experimentally recorded during its burning and, as experience shows, completely eliminates the positive effect of strontium compounds on the technical properties of cement due to the fact that strontium ferrite, which occurs during crystallization of clinker minerals during clinker cooling in aluminoferrite phase, virtually eliminates strontium from the hydrated phases involved in the formation of the matrix of cement stone in hardening cement due to being too slow constant rate of hydration alyumoferritnoy phase comprising said ferrite. This also applies to barium.

В связи с наличием технологически важных малых составляющих цементной сырьевой смеси и получаемого из нее клинкера согласно изобретению, какими являются в данном способе стронций и барий, и их дезактивацией даже при незначительных отклонениях от режима обжига в окислительной среде, допустимых для клинкера высокого качества при известном уровне техники, мероприятия, осуществляемые для поддержания указанного режима обжига, также выходят за рамки известных из уровня техники. В данном случае даже речи не может быть ни о недожоге, ни о пережоге указанного клинкера, которые в равной степени неприемлемы: в первом случае - вследствие наличия в недожженном клинкере наряду со свободной известью майенита [20], который аккумулирует стронций вследствие избытка вакансий; это отвлекает значительную часть стронция от полезной функции встраивания после затворения цемента водой в основную матрицу цементного камня. Во втором случае в пережженном клинкере майенит возникает как вторичная фаза после длительного пребывания клинкера в зоне спекания печи; он вновь при этом собирает стронций из остальных фаз, концентрирует его и, растворяясь при охлаждении клинкера в алюмоферритной фазе, переводит в нее стронций. Алюмоферритная фаза в пережженных клинкерах, обожженных в окислительной атмосфере, также является гидравлически сравнительно пассивной, хотя и в меньшей степени, чем при восстановительной атмосфере, но в конечном счете с аналогичным неблагоприятным эффектом для активности примесей стронция и/или бария. Поэтому практически обжиг клинкера по способу согласно изобретению недостаточно вести по двум указанным выше критериям: содержанию свободной извести и содержанию моноксида железа, стремясь минимизировать их содержание в пределах указанных диапазонов, поскольку обе эти фазы определяются в часовых пробах готового клинкера, между моментами отбора которых нестабильности режима обжига не фиксируются. Для стабилизации режима обжига клинкера по способу согласно изобретению в качестве сенсора на свободную известь используют показатель запыленности зоны спекания печи, определяемый по разности величин поглощения света видимого и инфракрасного света в зоне спекания печи по двум соответствующим пирометрам. Показания пирометров непрерывно записывают, и момент появления их разности, соответствующей доле более примерно 10% интенсивности светового потока, считают критерием для повышения разрежения в печи путем частичного раскрытия диафрагмы запечного дымососа и/или частичного закрытия диафрагмы вентилятора общего дутья клинкерного холодильника, если последний имеется, и поток первичного воздуха холодильника отдельно регулируем в данном печном агрегате. Обоснование зависимости между клинкерным напылением и недожогом или пережогом клинкера и соответственно содержанием в последнем свободной извести, является работа [20], получившая мировое признание. В качестве сенсора на моноксид железа используют значение средней частоты спектра излучения зоны спекания, анализируемое посредством спектрометра из световых потоков в указанных пирометрах. Красное или голубое смещения средней частоты спектра от среднего уровня, зафиксированного при нормальном режиме работы печи как в видимом, так и в инфракрасном свете, примерно на 10%, соответствует росту вероятности появления соответственно недожога или пережога и, следовательно, повышению вероятности возникновения зон с восстановительными условиями и примеси FeO в клинкере, сопровождаемое дезактивацией указанных малых составляющих. Важно, что в отличие от предыдущего метода результаты частотного анализа спектров излучения не зависят от степени запыленности атмосферы печи и лучше "чувствуют" режим процесса обжига в удаленных от головки печи зонах обжига, что более существенно для возникновения примеси FeO по сравнению с примесью свободной извести. Due to the presence of technologically important small constituents of the cement raw material mixture and the clinker obtained from it according to the invention, which are strontium and barium in this method, and their deactivation even with slight deviations from the firing regime in an oxidizing environment, acceptable for high quality clinker at a known level techniques, activities carried out to maintain the specified mode of firing, also go beyond known from the prior art. In this case, there can be no talk of either burning or burning of the indicated clinker, which are equally unacceptable: in the first case, due to the presence of unbroken clinker along with free lime mayenite [20], which accumulates strontium due to excess vacancies; this distracts a significant part of strontium from the useful function of incorporation after mixing cement with water into the main matrix of cement stone. In the second case, in burnt clinker, mayenite arises as a secondary phase after a long stay of the clinker in the sintering zone of the furnace; he again collects strontium from the remaining phases, concentrates it and, dissolving when the clinker is cooled in the aluminoferrite phase, transfers strontium into it. The aluminoferrite phase in burnt clinkers fired in an oxidizing atmosphere is also hydraulically relatively passive, although to a lesser extent than in a reducing atmosphere, but ultimately with a similar adverse effect on the activity of strontium and / or barium impurities. Therefore, it is not sufficient to practically burn clinker by the method according to the invention according to the two above criteria: the content of free lime and the content of iron monoxide, trying to minimize their content within the indicated ranges, since both of these phases are determined in time samples of the finished clinker, between instants of selection of which the instability of the regime firing is not fixed. To stabilize the clinker firing mode according to the method according to the invention, the dust content of the sintering zone of the furnace, determined by the difference in the light absorption of visible and infrared light in the sintering zone of the furnace by two corresponding pyrometers, is used as a sensor for free lime. The readings of the pyrometers are continuously recorded, and the moment of their difference, corresponding to a fraction of more than about 10% of the luminous flux intensity, is considered a criterion for increasing the vacuum in the furnace by partially opening the diaphragm of the baking smoke exhauster and / or partially closing the diaphragm of the fan of the general blast of the clinker cooler, if any, and the primary air flow of the refrigerator is separately regulated in this furnace unit. The rationale for the relationship between clinker spraying and the burning or burning of clinker and, accordingly, the content in the last free lime, is the work [20], which has received worldwide recognition. As a sensor for iron monoxide, the value of the average frequency of the emission spectrum of the sintering zone, analyzed by a spectrometer from light fluxes in these pyrometers, is used. Red or blue shifts of the average frequency of the spectrum from the average level, recorded during normal operation of the furnace in both visible and infrared light, by about 10%, correspond to an increase in the likelihood of occurrence of underburning or burnout, respectively, and, therefore, an increase in the likelihood of zones with recovery conditions and FeO impurities in clinker, accompanied by deactivation of these small components. It is important that, unlike the previous method, the results of the frequency analysis of the emission spectra do not depend on the degree of dustiness of the furnace atmosphere and better “feel” the mode of the firing process in the firing zones remote from the furnace head, which is more important for the appearance of FeO impurity in comparison with an admixture of free lime.

Сущность изобретения в части способа изготовления портландцемента с пониженной усадкой по процессу совместного помола компонентов указанного стронций- и/или стронций- барийсодержащего цемента заключается в том, что удельную поверхность готового продукта выбирают в пределах указанного диапазона по минимальной усадке продукта помола. Зависимость усадки от удельной поверхности цемента, известная из уровня техники, а именно "усадка пропорциональна удельной поверхности цемента" [21] - для стронцийсодержащих клинкеров при указанных значениях глиноземистого и щелочного модулей отличается от известной в связи с тем, что стронцийсодержащие гидросиликаты кальция в существенно большей степени повышают значения модуля упругости цементного камня, чем прочностные показатели, а количество указанных гидросиликатов тем больше, чем выше удельная поверхность цемента и скорость, а также степень его гидратации. Поэтому зависимость усадки от удельной поверхности для стронцийсодержащих, а также стронций- и барийсодержащих цементов носит экстремальный характер. Положение указанных экстремумов, соответствующих минимальной усадке, на шкале удельной поверхности в данном случае зависит от содержания гипса в цементе. При этом особенность по сравнению с уровнем техники заключается в том, что содержание гипсового компонента в пересчете на триоксид серы поддерживают близким к минимальному (0,3 - 0,5% массы), являющемуся гораздо более низким по сравнению с общепринятым минимумом, известным из уровня техники (1,5% массы), при близких к минимальным значениях глиноземного модуля (0,5 - 0,7) клинкерного ингредиента и близких к минимальным значениях "щелочного" модуля (0,7 - 0,8). Только в этом случае при подборе удельной поверхности стронцийсодержащего и/или стронций- и барийсодержащего цемента оптимум удельной поверхности, соответствующий минимальной усадке (0,5 - 0,7 мм/м) является широким и находится в пределах 320 - 450 м2/кг. При близких к максимальным значениях глиноземного модуля внутри указанного диапазона, равных 1 - 1,25, и максимальных значениях "щелочного" модуля, равных 1 - 1,5, следует поддерживать близкие к максимальным в пределах указанных диапазонов значения содержания соединений стронция и/или стронция и бария, а удельная поверхность цемента, соответствующая минимальной усадке (примерно 0,7 - 0,8 мм/м), также является пониженной по сравнению с указанным выше экстремумом, причем последний сужается и находится в пределах примерно 280 - 380 м2/кг. Средние значения глиноземного и щелочного модулей, находящиеся вблизи центров указанных для них диапазонов, соответствуют и средним значениям содержания стронциевых- и стронциево-бариевых соединений вблизи центров указанных для них диапазонов, а также средних значений содержания гипсового компонента в цементе и соответствуют средним значениям экстремумов удельной поверхности цемента (примерно 300 - 400 м2/кг), чему соответствуют показатели усадки в пределах примерно 0,6 - 0,7 мм/м. На практике подбор оптимальной удельной поверхности для цемента с заданным уровнем содержания указанных малых составляющих занимает длительное время. С этой целью из соответствующего клинкера изготавливают набор цементов различной удельной поверхности в пределах указанного диапазона и определяют усадочные деформации изготовленного из них по указанной процедуре цементного камня, считая, как уже упоминалось, значение удельной поверхности цемента с камнем минимальной усадки оптимальным. Именно таким путем получены оптимальные значения удельной поверхности и минимальные значения усадки, представленные в таблице 1 для различных цементных сырых смесей, полученных из них клинкеров и смолотых на основе этих клинкеров цементов.The invention in terms of a method of manufacturing Portland cement with reduced shrinkage by the process of co-grinding the components of the specified strontium and / or strontium-barium-containing cement is that the specific surface area of the finished product is selected within the specified range for minimum shrinkage of the grinding product. The dependence of shrinkage on the specific surface of cement, known from the prior art, namely, “shrinkage is proportional to the specific surface of cement” [21] for strontium-containing clinkers at the indicated values of aluminous and alkaline modules differs from the known one due to the fact that strontium-containing calcium hydrosilicates are much larger degrees increase the elastic modulus of the cement stone, than the strength indicators, and the number of these hydrosilicates is greater, the higher the specific surface of the cement and speed, and akzhe its degree of hydration. Therefore, the dependence of shrinkage on the specific surface for strontium-containing, as well as strontium- and barium-containing cements is extreme. The position of the indicated extrema corresponding to minimal shrinkage on the specific surface scale in this case depends on the gypsum content in the cement. Moreover, a feature compared with the prior art is that the content of the gypsum component in terms of sulfur trioxide is kept close to the minimum (0.3 - 0.5% by weight), which is much lower compared to the generally accepted minimum known from the level technology (1.5% of the mass), at close to the minimum values of the alumina module (0.5 - 0.7) of the clinker ingredient and close to the minimum values of the "alkaline" module (0.7 - 0.8). Only in this case, when selecting the specific surface of strontium-containing and / or strontium-and barium-containing cement, the optimum specific surface area corresponding to the minimum shrinkage (0.5 - 0.7 mm / m) is wide and is in the range of 320 - 450 m 2 / kg. At close to the maximum values of the alumina module within the specified range, equal to 1 - 1.25, and maximum values of the "alkaline" module, equal to 1 - 1.5, it is necessary to maintain close to the maximum within the specified ranges of the content of strontium and / or strontium compounds and barium, and the specific surface area of cement corresponding to the minimum shrinkage (about 0.7 - 0.8 mm / m) is also reduced compared to the above extremum, the latter tapering and is in the range of about 280 - 380 m 2 / kg . The average values of alumina and alkaline modules located near the centers of the ranges indicated for them correspond to the average values of the content of strontium and strontium-barium compounds near the centers of the ranges indicated for them, as well as the average values of the gypsum component in cement and correspond to the average values of the extrema of the specific surface cement (about 300 - 400 m 2 / kg), which corresponds to shrinkage indicators in the range of about 0.6 - 0.7 mm / m. In practice, the selection of the optimal specific surface for cement with a given level of content of these small components takes a long time. For this purpose, a set of cements of various specific surfaces within the specified range is made from the corresponding clinker and the shrinkage deformations of the cement stone made from them according to the specified procedure are determined, considering, as already mentioned, the specific surface area of cement with the minimum shrinkage stone as optimal. It was in this way that the optimum values of the specific surface and the minimum values of shrinkage were obtained, which are presented in Table 1 for various cement raw mixes, clinkers obtained from them and milled cement based on these clinkers.

При этом рост значений КН в пределах диапазона 0,9 - 1 приводит к сужению указанных оптимумов удельной поверхности и снижению усадки примерно на 0,1 мм/м примерно на каждые 0,03 прироста значения КН. При увеличении значений КН сверх 1 в цемент, в противоположность вековому опыту технологии цемента (свидетельствующему о повышении усадки при введении активной минеральной добавки [22] ), следует для снижения усадки вводить активную минеральную добавку. Снижение усадки достигается при этом благодаря необычно быстрому началу пуццолановой реакции, еще в процессе помола, чему содействуют повышенная влажность указанной минеральной добавки, способствующая процессу помола при ее эмпирически установленном уровне не более 12 маc.%, и присутствие в клинкере согласно изобретению сверхбыстро гидратирующегося упомянутого выше гипералита, соответствующего КН выше 1; оба указанных фактора облегчают помол и повышают долю стронцийсодержащих и стронцийбарийсодержащих гидросиликатов в матрице цементного камня, что приводит к особо низкой усадке портландцемента, полученного по способу согласно изобретению - от близкой к нулевым значениям до 0,3 мм/м - при удельной поверхности в пересчете на клинкерный компонент 320 - 380 м2/кг. Этот результат в ситуации, когда в течение летнего сезона практически не требуется энергозатрат на сушку минеральной добавки, вводимой в состав цемента, а в течение зимнего сезона они примерно вдвое сокращаются по сравнению с известными из уровня техники, является первой главной неожиданностью изобретения по сравнению с уровнем техники. Из уровня техники столь низкий уровень усадочных деформаций известен или при содержании в портландцементе не менее 14% расширяющейся добавки, или в результате автоклавной обработки бетона. В данном случае он получен у портландцемента без расширяющихся добавок при нормальном твердении, что является второй главной неожиданностью изобретения.Moreover, an increase in KH values within the range of 0.9 - 1 leads to a narrowing of the indicated optimums of the specific surface and a decrease in shrinkage by about 0.1 mm / m for approximately every 0.03 increase in the KH value. With an increase in KH values in excess of 1 in cement, in contrast to the centuries-old experience of cement technology (indicating an increase in shrinkage with the introduction of an active mineral additive [22]), an active mineral additive should be introduced to reduce shrinkage. The decrease in shrinkage is achieved due to the unusually fast start of the pozzolanic reaction, even during the grinding process, which is facilitated by the increased moisture content of the indicated mineral additive, which contributes to the grinding process at its empirically established level of not more than 12 wt.%, And the presence of the ultrafast hydrated above in the clinker according to the invention hyperalitis corresponding to KH above 1; both of these factors facilitate grinding and increase the proportion of strontium-containing and strontium-barium-containing hydrosilicates in the matrix of cement stone, which leads to a particularly low shrinkage of Portland cement obtained by the method according to the invention - from close to zero values to 0.3 mm / m - with specific surface area in terms of clinker component 320 - 380 m 2 / kg. This result in a situation when during the summer season practically no energy is required to dry the mineral additive introduced into the cement, and during the winter season they are approximately halved compared to those known from the prior art, is the first major surprise of the invention compared to the level technicians. In the prior art, such a low level of shrinkage deformations is known either when Portland cement contains at least 14% expanding admixture, or as a result of autoclaving concrete. In this case, it was obtained from Portland cement without expanding additives under normal hardening, which is the second major surprise of the invention.

При введении водопонижающего компонента в цемент при совместном помоле и переходе цемента соответственно из разряда портландцемента в разряд цемента низкой водопотребности согласно действующим ТУ [23] благодаря снижению водопотребности примерно на 20 - 30% по сравнению с контрольными цементами аналогичной удельной поверхности без водопонижающего компонента экстремумы удельной поверхности, соответствующие минимумам усадки, возрастают, а значения усадки существенно снижаются. Так, впервые удается достигнуть нулевых значений усадки в 7-, 28- и 90-суточном возрасте при удельной поверхности цемента низкой водопотребности в пределах 420 - 460 м2/кг и КН в пределах 0,9 - 1. Этот результат является третьей главной неожиданностью изобретения, поскольку из уровня техники известно, напротив, что усадочные деформации цементов низкой водопотребности выше, чем контрольного портландцемента [24]. Причина отсутствия усадки у цемента низкой водопотребности заключается в том, что, как указано в последней цитированной работе, в цементе низкой водопотребности матрица является монолитизированной в том смысле, что в ней срастаются все составляющие цементного камня. Таким образом, положительное влияние стронций- и стронцийбарий содержащих соединений в составе гидратных фаз распространяется на цементный камень в целом, что и приводит к указанному, на первый взгляд, неожиданному результату.When a water-reducing component is introduced into the cement during joint grinding and transition of cement, respectively, from a Portland cement discharge to a low water demand cement discharge in accordance with current TUs [23] due to a decrease in water demand by about 20–30% compared to control cements of a similar specific surface without a water-reducing component, the specific surface extrema corresponding to the minimum shrinkage increase, and the values of shrinkage are significantly reduced. So, for the first time it is possible to achieve zero shrinkage values at 7-, 28- and 90-day-olds with a specific surface area of cement of low water demand in the range of 420 - 460 m 2 / kg and KN in the range of 0.9 - 1. This result is the third major surprise inventions, since it is known from the prior art that, on the contrary, shrinkage deformations of cements of low water demand are higher than that of control Portland cement [24]. The reason for the lack of shrinkage in low water demand cement is that, as indicated in the last cited work, in low water demand cement, the matrix is monolithic in the sense that all the components of cement stone are fused together. Thus, the positive effect of strontium- and strontium-barium-containing compounds in the composition of the hydrated phases extends to the cement stone as a whole, which leads to the seemingly unexpected result.

При дополнительном введении комплексной расширяющей добавки на основе сульфоалюминатного клинкера, или сульфата алюминия, пленкообразователя и травильного агента две последние составляющие являются органическими веществами; в них соответственно представлены:
в пленкообразователе используют вещества из групп: 1) высшие жирные кислоты; 2) олифы; 3) воски; 4) растительные масла; 5) смеси указанных веществ. Все перечисленные вещества образуют кислородо-, водо- и углекислотозащитные коллоидные оболочки (пленки) на поверхности частиц расширяющей добавки, а затем и матричных компонентов;
в травильном агенте используют вещества из групп: 1) ароматические кислоты; 2) их альдегиды; 3) непредельные карбоновые кислоты; 4) оксикислоты; 5) карбоциклические соединения; 6) дикарбоновые соединения; 7) спирты: адиполь, маннит, этиленгликоль, метилэтилкарбинол; 8) альдегиды; 9) кетоны; 10) смоляные кислоты; 11) смеси указанных веществ. Все перечисленные вещества избирательно взаимодействуют с алюминатными и сульфоалюминатными фазами сульфоалюминатного клинкера, сульфатом алюминия, а также алюминатной фазой портландцементного клинкера с практически мгновенным образованием металлоорганических, в данном случае алюминийорганических комплексных соединений. Они не могут образоваться в присутствии атмосферных кислорода, влаги и углекислоты, но под защитной пленкой образуются.
With the additional introduction of a complex expanding additive based on sulfoaluminate clinker, or aluminum sulfate, film former and etching agent, the last two components are organic substances; they respectively represent:
substances from the groups are used in the film former: 1) higher fatty acids; 2) drying oils; 3) waxes; 4) vegetable oils; 5) mixtures of these substances. All of these substances form oxygen, water, and carbon dioxide protective colloidal shells (films) on the surface of the particles of the expanding additive, and then the matrix components;
substances from the groups are used in the etching agent: 1) aromatic acids; 2) their aldehydes; 3) unsaturated carboxylic acids; 4) hydroxy acids; 5) carbocyclic compounds; 6) dicarboxylic compounds; 7) alcohols: adipole, mannitol, ethylene glycol, methylethylcarbinol; 8) aldehydes; 9) ketones; 10) resin acids; 11) mixtures of these substances. All of these substances selectively interact with the aluminate and sulfoaluminate phases of the sulfoaluminate clinker, aluminum sulfate, as well as the aluminate phase of the Portland cement clinker with almost instant formation of organometallic, in this case organoaluminium complex compounds. They cannot form in the presence of atmospheric oxygen, moisture, and carbon dioxide, but they form under the protective film.

При этом в процессе совместного помола или при перемешивании с расширяющей добавкой как портландцемента, так и цемента низкой водопотребности формируется неизвестная из уровня техники ячеечная текстура расположения расширяющего агента в виде ячеистой сетки, окружающей все частицы цемента. Внутренняя фаза сетки, формирующаяся на поверхности частиц расширяющей фазы и матричных ингредиентов, представлена указанными алюминийорганическими соединениями, а при наличии в портландцементном клинкере стронций и/или стронцийбарийсодержащих соединений благодаря активации кристаллической решетки фаз - другими металлоорганическими соединениями, в том числе и кальцийорганическими; эти соединения защищены от атмосферных агентов внешней фазой сетки указанными защитными коллоидами. После затворения водой цемента, полученного по способу согласно изобретению, коллоидная защитная пленка разрушается водой по механизму, подробно рассмотренному в работе [25]. После этого металлоорганические соединения играют каталитическую роль в образовании алюминатов и далее - сульфоалюминатов кальция, являющихся собственно расширяющими агентами, и, кроме того, обеспечивают включение в гидросиликатную матрицу стронциевых и стронциево-бариевых соединений. Такая матрица является более прочной и в еще большей мере более упругой, что значительно снижает усадку. А в цементе низкой водопотребности, полученном согласно изобретению, все элементы структуры матрицы, в том числе гидросиликаты кальция, гидроалюминаты и гидросульфоалюминаты кальция объединяются, и благодаря этому образуют еще более прочные матрицы с минимальной усадкой или с нулевым уровнем усадки. В этом случае потребность в расширяющем агенте является минимальной по сравнению с известной из уровня техники и при изготовлении цемента низкой водопотребности достигает минимума, равного 0,5 маc. % расширяющей добавки, необходимого для достижения деформации расширения цементной матрицы. Этот результат является четвертой главной неожиданностью изобретения в целом по сравнению с уровнем техники и новым шагом в развитии технологии расширяющихся цементов. До настоящего времени, как упоминалось выше, считалось необходимым вводить в состав цемента не менее 14% расширяющей добавки для надежного достижения эффекта расширения [26]. At the same time, during joint grinding or when mixing with an expanding additive of both Portland cement and low water demand cement, a cell texture of the location of the expanding agent in the form of a mesh mesh surrounding all particles of cement, unknown from the prior art, is formed. The internal phase of the network, which forms on the surface of the particles of the expanding phase and matrix ingredients, is represented by the indicated organoaluminum compounds, and if strontium and / or strontium-barium-containing compounds are present in the Portland cement clinker due to the activation of the crystal lattice of the phases, by other organometallic compounds, including organo-calcium; these compounds are protected from atmospheric agents by the external phase of the network with the indicated protective colloids. After mixing with water the cement obtained by the method according to the invention, the colloidal protective film is destroyed by water according to the mechanism described in detail in [25]. After that, organometallic compounds play a catalytic role in the formation of aluminates and then calcium sulfoaluminates, which are actually expanding agents, and, in addition, ensure the inclusion of strontium and strontium-barium compounds in the hydrosilicate matrix. Such a matrix is more durable and even more elastic, which significantly reduces shrinkage. And in the low water demand cement obtained according to the invention, all elements of the matrix structure, including calcium hydrosilicates, hydroaluminates and calcium hydrosulfoaluminates, are combined, and thereby form even more durable matrices with minimal shrinkage or with a zero level of shrinkage. In this case, the need for an expanding agent is minimal compared with the prior art and in the manufacture of cement of low water demand reaches a minimum of 0.5 wt. % expanding additives necessary to achieve expansion deformation of the cement matrix. This result is the fourth major surprise of the invention as a whole compared to the prior art and a new step in the development of expanding cement technology. Until now, as mentioned above, it was considered necessary to introduce at least 14% of the expanding additive into the cement composition to reliably achieve the expansion effect [26].

Сущность предполагаемого изобретения в части способа изготовления портландцемента с пониженной усадкой становится более ясной из примера его осуществления. The essence of the alleged invention in terms of a method of manufacturing Portland cement with reduced shrinkage becomes clearer from an example of its implementation.

Пример 2. Условия осуществления способа - по примеру 1. Способ изготовления цемента в описанной в указанном примере печи связан с контролем отсутствия восстановительной атмосферы в печи. Специальные меры, принимаемые для этого при обжиге цементной сырьевой смеси согласно изобретению, заключаются, как указано выше, в подборе оптимального тягодутьевого режима с регулированием разрежения в пыльной камере указанной печи по показаниям двух пирометров. Для данной печи было предварительно установлено, что частота появления в часовых пробах клинкера моноксида железа в "запредельном" количестве, то - есть превосходящем максимум указанного выше диапазона, антибатна величине разрежения в пыльной камере. Так, при уровне разрежения в указанной пыльной камере сверх примерно 160 мм вод. ст., или более примерно 1570 Па, частота появления таких проб клинкера равна в среднем одна за восемь часов работы, тогда как при уровне разрежения ниже чем одна за восемь часов работы, тогда как при уровне разрежения ниже 120 мм вод. ст., или менее примерно 1180 Па, частота появления таких проб превышает семь. Поэтому при обжиге клинкера согласно изобретению для соблюдения критерия по содержанию в нем моноксида железа поддерживают разрежение в пыльной камере на уровне не менее 180 мм вод. ст., для чего оказалось необходимо реконструировать запечный дымосос. Для соблюдения критерия по содержанию в клинкере свободной извести, наряду с описанным выше критерием по пирометрический измеряемой запыленности зоны спекания, используют звуковой контроль шума падения клинкера в колосниковый холодильник и при снижении интенсивности шума до предела, характерного для недожога, повышают расход топлива, а при повышении интенсивности шума до предела, характерного для пережога, снижают расход технологического топлива. Это - более быстрый способ регулирования по сравнению с регулированием тягодутьевого режима, но он, в противоположность последнему, порождает в печи волны обжигаемого материала, что допустимо только для случая прямого предотвращения выхода за браковочные пределы технологических показателей. Example 2. The conditions for the implementation of the method according to example 1. A method of manufacturing cement in the furnace described in the above example is associated with controlling the absence of a reducing atmosphere in the furnace. Special measures taken for this when firing the cement raw material mixture according to the invention are, as indicated above, in the selection of the optimum draft mode with the regulation of the vacuum in the dusty chamber of the furnace according to the readings of two pyrometers. For this furnace, it was previously established that the frequency of occurrence of iron monoxide in clinker samples in “exorbitant” amounts, that is, exceeding the maximum of the range indicated above, is antibatic to the amount of rarefaction in a dusty chamber. So, with a vacuum level in the specified dust chamber in excess of about 160 mm of water. century, or more than about 1570 Pa, the frequency of occurrence of such clinker samples is on average one in eight hours of operation, whereas when the vacuum level is lower than one in eight hours of operation, whereas when the vacuum level is below 120 mm of water. Art., or less than about 1180 Pa, the frequency of occurrence of such samples exceeds seven. Therefore, when firing the clinker according to the invention, in order to meet the criterion for the content of iron monoxide in it, vacuum is maintained in the dust chamber at a level of at least 180 mm of water. Art., for which it was necessary to reconstruct the smoke exhauster. To comply with the criterion for the content of free lime in the clinker, along with the pyrometric criterion for the measured dust content of the sintering zone, sound control of the noise of clinker falling into the grate cooler is used and, when the noise intensity is reduced to the limit characteristic of underburning, they increase fuel consumption, and when increasing noise intensities to the limit characteristic of burnout, reduce the consumption of process fuel. This is a faster way of regulation compared to the regulation of the draft mode, but it, in contrast to the latter, generates waves of calcined material in the furnace, which is permissible only for the case of a direct prevention of going beyond the rejection limits of technological parameters.

Полученные данные свидетельствуют, что портландцемент с пониженной усадкой согласно изобретению и, более того, расширяющийся действительно может быть изготовлен при столь низких расходах расширяющего агента (0,5-2,8%), не известных ни из уровня техники, ни из современной теории расширения цементов. При этом стоимость указанного портландцемента согласно изобретению впервые лишь незначительно превосходит стоимость контрольного портландцемента, а из единицы массы расширяющего агента в данном случае можно изготовить от 20 до 40 и более единиц массы указанного портландцемента согласно изобретению, что позволит повысить достижимый объем производства и использования цемента согласно изобретению примерно пятикратно по сравнению с достижимым при известном уровне техники и технологии. Это является пятой главной неожиданностью изобретения по сравнению с уровнем техники. The data obtained indicate that Portland cement with reduced shrinkage according to the invention and, moreover, expandable can really be manufactured at such low expenditures of the expanding agent (0.5-2.8%), not known either from the prior art or from the modern theory of expansion cements. Moreover, the cost of the specified Portland cement according to the invention for the first time only slightly exceeds the cost of the control Portland cement, and from a unit mass of the expanding agent in this case, it is possible to produce from 20 to 40 or more units of the mass of the specified Portland cement according to the invention, which will increase the achievable production and use of cement according to the invention about five times compared to achievable with the prior art. This is the fifth major surprise of the invention compared to the prior art.

Технико-экономический эффект использования изобретения существенно возрастает при осуществлении параллельно со способом изготовления портландцемента с пониженной усадкой способа приготовлении из мелкой фракции указанного цемента цементирующего материала для ремонта бетона и укрепления грунтов согласно изобретению. The technical and economic effect of using the invention significantly increases when implementing in parallel with the method of manufacturing Portland cement with reduced shrinkage a method of preparing a cementitious material for concrete repair and soil reinforcement from a fine fraction of said cement.

Из уровня техники известно, что цементирующий материал, используемый для ремонта бетона и железобетона и укрепления грунтов, должен отвечать по крайней мере трем требованиям: 1) обладать вяжущими свойствами по отношению к старому бетону и связующими свойствами по отношению к укрепляемым грунтам; 2) иметь возможность проникать в поры укрепляемого грунта и корродированного бетона для создания переходной зоны зубчатого строения, обеспечивающей прочные контакты цементирующего материала с ремонтируемыми бетонами и грунтами; 3) характеризоваться высокой прочностью и способностью поддерживать установленные связи и контакты с ремонтируемыми бетонами и укрепляемыми грунтами, соответственно быть мало- или безусадочными [27]. Этим требованиям, как указано в цитированной работе, не полностью удовлетворяют цементирующие материалы, известные из уровня техники. Необходимость резко повысить их качество представляется авторам цитированной работы не менее, чем историческим вызовом, на который необходимо отвечать. It is known from the prior art that the cementitious material used for the repair of concrete and reinforced concrete and soil reinforcement must meet at least three requirements: 1) have astringent properties in relation to old concrete and adhesive properties in relation to reinforced soils; 2) to be able to penetrate into the pores of the reinforced soil and corroded concrete to create a transition zone of the gear structure, which provides strong contacts of the cementing material with the repaired concrete and soil; 3) characterized by high strength and the ability to maintain established connections and contacts with repaired concrete and reinforced soils, respectively, be little or non-shrink [27]. These requirements, as indicated in the cited work, do not completely satisfy cementitious materials known from the prior art. The need to sharply improve their quality seems to the authors of the cited work no less than a historical challenge that must be answered.

Известен способ приготовления цементирующего материала, который может быть использован для ремонта бетона и железобетона и укрепления грунтов, путем особо тонкого помола портландцемента с микронаполнителями [28], однако указанный способ существенно снижает производительность мельницы и повышает удельные энергозатраты на помол, а полученный цемент лишь благодаря микронаполнителям характеризуется усадкой, примерно равной усадке обычного портландцемента. Но такая усадка для данной области применения неприемлема. Поэтому широкое внедрение указанного способа и соответствующего материала затруднительно. A known method of preparation of cementing material, which can be used to repair concrete and reinforced concrete and strengthen soils, by means of especially fine grinding of Portland cement with microfillings [28], however, this method significantly reduces the productivity of the mill and increases the specific energy consumption for grinding, and the cement obtained is only due to microfillings characterized by shrinkage, approximately equal to the shrinkage of ordinary Portland cement. But such a shrinkage for this application is unacceptable. Therefore, the widespread introduction of this method and the corresponding material is difficult.

Известен также способ приготовления цементирующего материала для ремонта бетона и железобетона и укрепления грунтов путем выделения из портландцемента обычной дисперсности его мелких фракций размерами менее 10 или 20 мкм, характеризующихся высокой проникающей способностью в указанные субстраты, обладающих высокими адгезионными свойствами по отношению к последним [29]. Недостатками этого материала являются его короткие сроки схватывания и повышенные усадочные деформации. Сочетание таких крупных недостатков продукта исключило широкое внедрение этого способа, известного с середины 60-х годов, и даже впервые предусмотренное в цитированном техническом решении введение водопонижающего компонента в состав указанного материала не приводит к коренному улучшению его свойств. There is also a method of preparing a cementing material for repairing concrete and reinforced concrete and strengthening soils by isolating from Portland cement the usual dispersion of its fine fractions of less than 10 or 20 microns in size, characterized by high penetration into these substrates, which have high adhesive properties with respect to the latter [29]. The disadvantages of this material are its short setting time and increased shrinkage deformation. The combination of such major product flaws precluded the widespread introduction of this method, known since the mid-60s, and even for the first time provided in the cited technical solution, the introduction of a water-reducing component in the composition of this material does not lead to a radical improvement in its properties.

Наиболее близким к изобретению техническим решением (прототипом) является способ приготовления цементирующего материала для ремонта бетона и укрепления грунтов - мелкой фракции портландцемента с пониженной усадкой из портландцементного клинкера, полученного путем обжига до спекания цементной сырьевой смеси, включающей известковый, силикатный и железистый ингредиенты, и последующего совместного помола указанного клинкера с гипсовым компонентом в вентилируемом измельчителе при отборе из исходного цемента в качестве указанного материала фракции с размерами частиц в пределах примерно (0,3 - 20) • 10-6 м при удельной поверхности примерно 400-2500 м2/кг посредством пылеосадительных устройств из аспирационного воздуха указанного измельчителя, причем для отделения указанной фракции от исходного цемента используется высокопроизводительный динамический сепаратор [30]. Предусматривается также введение микронаполнителей и использование специального клинкера для изготовления исходного цемента с пониженной усадкой, а именно алюмоферритного. Недостаток способа согласно прототипу заключается в высокой усадке приготовленного материала: она, по данным авторов настоящего изобретения, значительно превосходит 1 мм/м при испытании в указанных выше условиях при любом содержании микронаполнителя (микрокремнезема) в пределах до 15% массы указанной фракции и при применении клинкера типа Феррари с КН около 1 при р около 0,5 для изготовления исходного портландцемента.Closest to the invention, the technical solution (prototype) is a method of preparing a cementitious material for concrete repair and soil strengthening - a fine fraction of Portland cement with reduced shrinkage from Portland cement clinker, obtained by firing before sintering of the cement raw material mixture, which includes lime, silicate and ferrous ingredients, and the subsequent co-grinding the specified clinker with a gypsum component in a ventilated grinder during selection from the initial cement as the specified mate iala fraction with particle sizes in the range of about (0.3 - 20) • 10 -6 m and the specific surface area of about 400-2500 m 2 / kg by pyleosaditelnyh devices of suction air of said chopper, and separating said fraction of the original high-performance cement used dynamic separator [30]. The introduction of micro-fillers and the use of a special clinker for the manufacture of initial cement with reduced shrinkage, namely aluminoferrite, are also envisaged. The disadvantage of the method according to the prototype is the high shrinkage of the prepared material: it, according to the authors of the present invention, significantly exceeds 1 mm / m when tested under the above conditions for any content of microfiller (silica fume) within up to 15% of the mass of the specified fraction and when using clinker Ferrari type with KN about 1 at p about 0.5 for the manufacture of the original Portland cement.

Задачей настоящего изобретения в части способа приготовления цементирующего материала для ремонта бетона и укрепления грунтов является коренное снижение усадочных деформаций приготовленного материала по сравнению с уровнем техники, вплоть до нулевых показателей при измерении в указанных выше условиях без применения расширяющей добавки, а также снижение содержания последней до минимального уровня, вплоть до 1,5 - 4% массы указанной фракции. Такое снижение позволяет решающим образом увеличить объем внедрения указанного способа и материала, приготовленного посредством этого способа, в строительном комплексе, прежде всего в геотехническом строительстве и реставрационных работах. The objective of the present invention in terms of the method of preparation of cementing material for concrete repair and soil stabilization is a radical reduction of shrinkage deformation of the prepared material compared to the prior art, up to zero when measured under the above conditions without the use of expansion additives, as well as reducing the content of the latter to a minimum level, up to 1.5 - 4% of the mass of the specified fraction. Such a decrease allows to decisively increase the volume of implementation of the specified method and material prepared by this method in the construction complex, primarily in geotechnical construction and restoration work.

Указанная задача решается тем, что в способе приготовления цементирующего материала для ремонта бетона и укрепления грунтов - мелкой фракции портландцемента с пониженной усадкой из портландцементного клинкера, полученного путем обжига до спекания цементной сырьевой смеси, включающей известковый, силикатный и железистый ингредиенты, содержащей соединения стронция в пересчете на оксид в количестве 0,03-0,5% массы, и последующего совместного помола указанного клинкера с гипсовым компонентом в вентилируемом измельчителе при отборе пыли фракции с размерами частиц (0,3-20)•10-6 м при удельной поверхности 400-2500 м2/кг посредством пылеосадительных устройств из аспирационного воздуха указанного измельчителя, состав указанной фракции пыли регулируют путем изменения соотношения компонентов в указанном портландцементе и механических режимов работы измельчителя до получения в указанной фракции пыли содержания соединений стронция и бария 0,2-0,6 маc.%.This problem is solved by the fact that in the method of preparing cementing material for concrete repair and soil consolidation - a fine fraction of Portland cement with reduced shrinkage from Portland cement clinker, obtained by firing before sintering of the cement raw material mixture, comprising lime, silicate and ferrous ingredients containing strontium compounds in terms of on oxide in an amount of 0.03-0.5% of the mass, and subsequent joint grinding of the specified clinker with a gypsum component in a ventilated grinder during dust sampling fra particles with a particle size of (0.3-20) • 10 -6 m with a specific surface of 400-2500 m 2 / kg by means of dust precipitation devices from the suction air of the specified grinder, the composition of the specified dust fraction is controlled by changing the ratio of components in the specified Portland cement and mechanical conditions grinder operation until the content of strontium and barium compounds in the specified dust fraction is 0.2-0.6 wt.%.

В варианте изобретения при совместном помоле дополнительно вводят водопонижающий компонент до получения его содержания 1-6 маc.% от указанной фракции пыли. In an embodiment of the invention, when co-milling, a water-reducing component is additionally added to obtain its content of 1-6 wt.% Of the specified dust fraction.

В другом варианте изобретения при совместном помоле при совместном помоле дополнительно вводят расширяющую добавку до получения ее содержания 0,7-8 маc.% от указанной фракции пыли. In another embodiment of the invention, when co-grinding with co-grinding, an expanding additive is additionally added to obtain its content of 0.7-8 wt.% From the specified dust fraction.

В следующем варианте изобретения при совместном помоле дополнительно вводят водопонижающий компонент или расширяющую добавку до получения содержаний водопонижающего компонента и расширяющей добавки 1,2-5 и 1-8 маc.% от указанной фракции пыли. In a further embodiment of the invention, when co-milling, a water-reducing component or expanding additive is additionally added to obtain the contents of the water-reducing component and expanding additives 1.2-5 and 1-8 wt.% Of the specified dust fraction.

Сущность изобретения в части способа приготовления цементирующего материала заключается в концентрировании в указанной мелкой фракции цемента в процессе его помола значительного количества соединений стронция или стронция и бария, чтобы снизить усадочные деформации продукта, проникающего в поры или пустоты ремонтируемого бетона или укрепляемого грунта по описанной выше схеме действия указанных соединений. Как показывают опыты авторов, в указанной фракции концентрируется не менее двух третей общего количества последних, что и позволяет им благодаря быстрой гидратации указанных фракций проявлять свое снижающее усадку действие. В вариантах изобретения в снижение усадки указанной фракции, используемой в качестве цементирующего материала, легко проникающего в ремонтируемый старый бетон и укрепляемый грунт, вносят свои дополнительные вклады водопонижающий компонент цемента, так же на две трети сосредотачиваемый в указанной фракции, и расширяющая добавка, направляемая в ту же фракцию в количестве примерно три четверти общего содержания в цементе. В среднем это впервые позволяет довести усадку указанной фракции до нулевых значений, чего ранее не удавалось сделать столь простым способом, без дополнительного, весьма сложно осуществимого смешения ее с дополнительно вводимыми водопонижающим и расширяющим компонентами. Последняя операция ввиду высокой степени агрегированности частиц данной фракции не завершается до конца, и это, отмечаемое независимыми экспертами, отсутствие подлинной гомогенности существенно снижает качество известных цементирующих материалов известных иностранных торговых марок, представленных на отечественном рынке. Это и послужило основанием для данного технического решения. The essence of the invention in terms of the method of preparation of cementitious material is to concentrate in the specified fine fraction of cement during its grinding a significant amount of compounds of strontium or strontium and barium, in order to reduce shrinkage of the product penetrating into the pores or voids of the concrete being repaired or strengthened according to the above-described action scheme these compounds. As the experiments of the authors show, at least two thirds of the total amount of the latter are concentrated in the specified fraction, which allows them to show their shrinkage-reducing effect due to the rapid hydration of these fractions. In embodiments of the invention, to reduce the shrinkage of the specified fraction, used as a cementitious material, easily penetrating into the repaired old concrete and reinforced soil, the water-lowering component of cement, also concentrated by two-thirds in the specified fraction, and the expanding additive, directed to that, make their additional contributions. the same fraction in an amount of about three quarters of the total cement content. On average, this allows for the first time to bring the shrinkage of this fraction to zero values, which previously could not be done in such a simple way, without additional, very difficult to mix it with additionally introduced water-reducing and expanding components. The last operation, due to the high degree of aggregation of particles of this fraction, is not completed until the end, and this, noted by independent experts, the lack of genuine homogeneity significantly reduces the quality of well-known cementitious materials of well-known foreign brands on the domestic market. This served as the basis for this technical solution.

Что касается качества остального портландцемента, выпускаемого одновременно с цементирующим материалом по способу согласно изобретению, то данная схема помола с одновременным выпуском двух готовых продуктов, ранее известная, была в свое время подробно проанализирована в работе [31], где использовалась для одновременного выпуска быстротвердеющего и обычного портландцемента, и было показано, что достаточно вести контроль качества обоих продуктов по более грубому из них, выходящему из самого измельчителя (в цитированной работе - из трубной мельницы), тогда качество мелкой фракции, отбираемой из аспирационного воздуха, также будет гарантированным. В условиях осуществления способов согласно изобретению это положение полностью подтверждено и означает, что для достижения гарантированных выше результатов по прочности и деформативным свойствам необходимо и достаточно, чтобы удельная поверхность основного продукта измельчителя - безусадочного портландцемента - была не ниже примерно 320 м2/кг. При этом проектные значения содержания соединений стронция и/или стронция и бария в цементной сырьевой смеси и портландцементном клинкере на ее основе должны быть в пределах от центров до верхних пределов указанных диапазонов, значения глиноземного и "щелочного" модулей - в пределах от центров до нижних пределов указанных диапазонов, значения КН - не ниже 0,95, значения свободного СаО и моноксида железа в портландцементном клинкере - в пределах указанных диапазонов, а триоксида серы в общей пробе цемента, полученной путем пропорционально весовым долям путем смешения продукта измельчителя и отобранной мелкой фракции для целей химического анализа, - в пределах от центра до нижнего предела указанного диапазона. При выполнении этих требований качество как безусадочного портландцемента, так и цементирующего материала - мелкой фракции указанного цемента превышает показатели, известные для указанных продуктов из уровня техники, а сроки схватывания цементирующего материала укладываются в рамки ограничения, накладываемого практикой применения, - не менее 30 мин.As for the quality of the rest of Portland cement produced simultaneously with cementing material according to the method according to the invention, this grinding scheme with the simultaneous release of two finished products, previously known, was once thoroughly analyzed in [31], where it was used for the simultaneous release of quick-setting and ordinary Portland cement, and it was shown that it is enough to conduct quality control of both products on the rougher of them, leaving the grinder (in the cited work - from the pipe mills), then the quality of the fine fraction taken from the suction air will also be guaranteed. Under the conditions of the implementation of the methods according to the invention, this position is fully confirmed and means that in order to achieve the results guaranteed above in terms of strength and deformation properties, it is necessary and sufficient that the specific surface of the main product of the grinder - non-shrink Portland cement - is not lower than about 320 m 2 / kg. In this case, the design values of the content of strontium and / or strontium and barium compounds in the cement raw material mixture and Portland cement clinker based on it should be in the range from centers to the upper limits of these ranges, the values of alumina and "alkaline" modules - in the range from centers to lower limits the indicated ranges, the KN value is not lower than 0.95, the values of free CaO and iron monoxide in Portland cement clinker are within the specified ranges, and sulfur trioxide in the total cement sample obtained by proportionally by mixing the product of the grinder and the selected fine fraction for the purpose of chemical analysis, ranging from the center to the lower limit of the specified range. When these requirements are met, the quality of both non-shrinking Portland cement and cementitious material - a fine fraction of the specified cement exceeds the indicators known for the specified products from the prior art, and the setting time of cementing material falls within the limits imposed by the application practice - at least 30 minutes.

Сущность изобретения в части способа приготовления указанного цементирующего материала становится более ясной из примера его осуществления. The invention in terms of the method of preparation of the specified cementitious material becomes clearer from an example of its implementation.

Пример 3. Условия осуществления способа приготовления цементирующего материала для ремонта бетона и укрепления грунтов согласно изобретению - по примерам 1 и 2 и следующие дополнительные. Example 3. The conditions for the implementation of the method of preparation of cementing material for concrete repair and soil strengthening according to the invention, according to examples 1 and 2 and the following additional.

Для совместного помола компонентов цемента в качестве измельчителя используют производственную цементную мельницу размерами 2,4 х 10,6 м, двухкамерную, работающую в замкнутом цикле с центробежными сепараторами. Мелющая загрузка обеих камер шаровая, в первой камере коэффициент заполнения мелющими телами рабочего объема (φ) принимают равным 0,22, во второй камере φ берут равным 0,26, при среднем диаметре шаров в первой камере 62 мм, во второй 25 мм, средний уровень разрежения в аспирационной камере 60 мм в отсутствие, 20 мм - в присутствии водопонижающего компонента в шихте помола. Два сепаратора диаметрами 2,4 и 3,2 м снабжены циклоном и рукавным фильтром каждый, причем аспирационный тракт для второго из них на выходе из рукавного фильтра снабжен также общим шнеком для собранной в обоих фильтрах цементной пыли, а также упаковочной установкой для упаковки указанной пыли в бумажные мешки, тогда как цементную пыль из циклонов возвращают, как и тонкие продукты сепараторов, в общий продукт мельницы. Грубые продукты сепараторов (крупки) подают в мельницу: первого сепаратора - в первую камеру через входную цапфу, второго сепаратора - во вторую камеру мельницы по системе "Доппельротатор", описанной в книге [32] в модификации для помола цемента. При этом средние значения разности между значениями удельной поверхности продукта мельницы и пыли из циклонов и фильтров равны соответственно примерно 70 - 100 и 150 - 200 м2/кг и имеют тенденцию к снижению по мере прироста удельной поверхности продукта мельницы от примерно 250 до 450 м2/кг. Для отделения фракции указанных выше размеров берут только пыль, отделенную из аспирационного воздуха фильтром воздушного тракта из второго сепаратора, тогда как пыль, отделенную из аспирационного воздуха фильтром воздушного тракта из первого сепаратора возвращают в общий продукт мельницы, и для регулировки размеров частиц взятой фракции изменяют механический режим работы второго сепаратора и/или аспирационный режим работы мельницы и/или режим работы первого сепаратора, что вместе объединяется понятием: изменяют "механический режим работы мельницы".For joint grinding of cement components, a production cement mill 2.4 x 10.6 m in size, a two-chamber, working in a closed cycle with centrifugal separators, is used as a grinder. The grinding load of both chambers is spherical; in the first chamber, the filling factor of the working volume (φ) with grinding bodies is taken to be 0.22, in the second chamber, φ is taken to be 0.26, with an average diameter of balls in the first chamber of 62 mm, in the second 25 mm, the average the vacuum level in the suction chamber is 60 mm in the absence, 20 mm in the presence of a water-reducing component in the grinding mixture. Two separators with a diameter of 2.4 and 3.2 m each are equipped with a cyclone and a bag filter each, and the suction path for the second one at the outlet of the bag filter is also equipped with a common screw for cement dust collected in both filters, as well as a packaging unit for packing the specified dust into paper bags, while cement dust from cyclones is returned, like fine separator products, to the overall mill product. Coarse products of separators (grains) are fed to the mill: the first separator - into the first chamber through the inlet pin, the second separator - into the second chamber of the mill according to the Doppelrotator system described in the book [32] in the modification for cement grinding. In this case, the average values of the difference between the specific surface area of the mill product and dust from cyclones and filters are equal to approximately 70-100 and 150-200 m 2 / kg, respectively, and tend to decrease as the specific surface area of the mill product increases from about 250 to 450 m 2 / kg To separate the fractions of the above sizes, only dust separated from the suction air by the air duct filter from the second separator is taken, while dust separated from the suction air by the air duct filter from the first separator is returned to the overall mill product, and the mechanical particle size is changed to adjust the particle size the operation mode of the second separator and / or the suction operation of the mill and / or the operation mode of the first separator, which together is combined by the concept: change the "mechanical mode mill work. "

В связи с концентрацией примесей Sr и Ва на границах клинкерных минералов и повышением при этом размолоспособности клинкера, в отделяемой фракции тем больше указанных малых составляющих, чем выше удельная поверхность данной фракции. В последней концентрируются также другие компоненты цемента с пониженной по сравнению с портландцементным клинкером сопротивляемостью измельчению - гипсовый камень, расширяющая добавка. В эту же фракцию попадает и значительная часть водопонижающего компонента. Due to the concentration of Sr and Ba impurities at the boundaries of clinker minerals and an increase in clinker grindability, in the separated fraction, the greater these small components are, the higher the specific surface of this fraction. In the latter, other cement components are also concentrated with reduced grinding resistance compared to Portland cement clinker - gypsum stone, an expanding additive. A significant part of the water-reducing component falls into the same fraction.

В этой связи данная фракция цемента, характеризующаяся в известном уровне техники повышенными усадочными деформациями, в указанном цементирующем материале, полученном по способу согласно изобретению, характеризуется относительно пониженными усадочными деформациями, и даже безусадочностью и расширением, но при больших по сравнению с портландцементом с пониженной усадкой, полученным по способу согласно изобретению, количествах расширяющей добавки. Последнюю можно добавлять в указанную фракцию и посредством дополнительного перемешивания в соответствующем смесителе, но это существенно менее экономично, чем получать необходимое содержание расширяющей добавки в указанной фракции непосредственно в процессе ее отбора из аспирационного воздуха. In this regard, this cement fraction, characterized in the prior art by increased shrinkage deformations, in said cementitious material obtained by the method according to the invention, is characterized by relatively reduced shrinkage deformations, and even shrinkage and expansion, but at large compared to Portland cement with reduced shrinkage, obtained by the method according to the invention, the quantities of expanding additives. The latter can be added to the specified fraction by additional mixing in the appropriate mixer, but this is significantly less economical than obtaining the necessary content of the expanding additive in the specified fraction directly in the process of its selection from aspiration air.

Результаты испытаний фракций, полученных указанным способом, и представляющих собой цементирующий материал согласно изобретению, а также контрольной фракции, отобранной при помоле из контрольного цемента, и аналогичной фракции, отобранной из цемента, изготовленного на основе цементной сырьевой смеси по прототипу обжигом соответствующего клинкера, приведены в таблице 2. Основным показателем для сравнения, наряду с показателями прочности и усадки/расширения, является глубина проникания цементирующего материала L в ремонтируемый бетон или укрепляемый грунт. Методика определения, используемая в практике авторов настоящего изобретения, следующая. Сначала готовят эталонный пенобетон со следующими характеристиками: марка по плотности в сухом состоянии 450 ± 30 кг/м3, прочность - не менее 0,5 МПа, возраст - не менее 28 суток. Остальные показатели соответствуют ГОСТ 25485-89. Пористость этого материала составляет примерно 75 ± 5 об. %. Средний размер входов в поры, определяемый оптико-микроскопическим методом, составляет от 100 до 300 мкм, или 0,1 - 0,3 мм. Образцы-призмы размерами 4 х 4 х 16 см, изготовленные из этого материала методом заливки, после 28 - 40 сут твердения в воздушно-влажных условиях, сушат при 50 -70oС до постоянной массы и вакуумируют под форвакуумом (остаточное давление примерно 150 - 280 торр), после чего погружают в сосуд со свежеприготовленным тестом из цементирующего материала и воды при В/Ц 0,5 - 0,6 и отсутствии видимого расслаивания, выдерживают в течение 1 суток в воздушно-влажной среде при температуре 20 ± 3oС, после чего полученные конгломераты пенобетонных образцов и цементного теста вынимают из сосуда и раскалывают таким образом, чтобы изломы шли через тело пенобетона. Глубину пропитки эталонного пенобетона цементирующим материалом измеряют по нормали к исходной поверхности пенобетона. Усредненные результаты этих измерений представлены в последней, 23-й колонке таблицы 2.The test results of the fractions obtained by this method, which are a cementing material according to the invention, as well as a control fraction selected during grinding from a control cement, and a similar fraction selected from cement made on the basis of a cement raw material mixture according to the prototype by firing the corresponding clinker, are given in table 2. The main indicator for comparison, along with indicators of strength and shrinkage / expansion, is the penetration depth of the cementitious material L in the concrete being repaired It is strengthened by the ground. The determination method used in the practice of the authors of the present invention is as follows. First, a reference foam concrete is prepared with the following characteristics: dry density grade 450 ± 30 kg / m 3 , strength not less than 0.5 MPa, age not less than 28 days. The remaining indicators correspond to GOST 25485-89. The porosity of this material is approximately 75 ± 5 vol. % The average size of the pore entrances, determined by the optical microscopic method, is from 100 to 300 microns, or 0.1 - 0.3 mm. Prism samples 4 x 4 x 16 cm in size, made from this material by pouring, after 28 to 40 days of hardening in air-wet conditions, dried at 50 -70 o C to constant weight and vacuum under forward pressure (residual pressure of about 150 - 280 torr), after which they are immersed in a vessel with freshly prepared dough from cementing material and water at a W / C of 0.5 - 0.6 and the absence of visible delamination, incubated for 1 day in an air-moist environment at a temperature of 20 ± 3 o С after which the resulting conglomerates of foam concrete samples and cement they are taken out of the vessel and cracked so that the kinks go through the foam concrete body. The depth of impregnation of the reference foam concrete with cementitious material is measured normal to the initial surface of the foam concrete. The averaged results of these measurements are presented in the last, 23rd column of table 2.

Полученные результаты свидетельствуют, что: 1) зафиксировано концентрирование технологически важных малых составляющих в указанной фракции (сравните данные, приведенные в строках 1 - контрольная фракция и строках 3 и ниже таблицы 2; 2) водопотребность цементирующего материала согласно изобретению существенно ниже, а проникающая способность в эталонный пенобетон по крайней мере на порядок выше по сравнению с известными из уровня техники, что имеет важное техническое значение; 3) прочностные показатели цементирующего материала согласно изобретению существенно выше, а усадочные деформации - ниже, чем у контрольного; 4) глубина пропитки цементирующим материалом согласно изобретению. The results obtained indicate that: 1) the concentration of technologically important small components in the specified fraction was recorded (compare the data given in rows 1 - the control fraction and rows 3 and below of table 2; 2) the water demand of the cementing material according to the invention is significantly lower, and the penetrating ability in reference foam concrete is at least an order of magnitude higher than known from the prior art, which is of great technical importance; 3) the strength characteristics of the cementing material according to the invention are significantly higher, and shrinkage deformation is lower than that of the control; 4) the depth of impregnation of the cementitious material according to the invention.

Таким образом, задача изобретения в части создания цементирующего материала для ремонта бетона и укрепления грунтов, характеризующегося повышенной прочностью и пониженной усадкой, вплоть до безусадочного, решена. Безусадочность данного материала, достигаемая без применения заполнителей, на порядок снижающих проникающую способность, имеет существенное значение для повышения долговечности отремонтированных конструкций, зданий и сооружений из бетона и железобетона, а также для укрепления грунтов и других работ в геотехническом и гидротехническом строительстве. Thus, the objective of the invention in terms of creating a cementing material for concrete repair and soil strengthening, characterized by increased strength and reduced shrinkage, up to non-shrink, is solved. The non-shrinkage of this material, achieved without the use of aggregates that reduce penetration by an order of magnitude, is essential to increase the durability of repaired structures, buildings and structures made of concrete and reinforced concrete, as well as to strengthen soils and other works in geotechnical and hydraulic engineering construction.

Указанные особенности цементной сырьевой смеси, способа изготовления портландцемента с пониженной усадкой из портландцементного клинкера, полученного путем обжига до спекания указанной сырьевой смеси, и способа приготовления цементирующего материала для ремонта бетона и укрепления грунтов - мелкой фракции указанного портландцемента согласно изобретению способствуют широкому промышленному внедрению последнего. These features of the cement raw material mixture, the method of manufacturing Portland cement with reduced shrinkage from Portland cement clinker obtained by firing before the sintering of the specified raw material mixture, and the method of preparation of cementing material for concrete repair and soil strengthening - a fine fraction of the specified Portland cement according to the invention contribute to the wide industrial implementation of the latter.

Таким образом, настоящее изобретение полностью подготовлено к промышленному внедрению. Thus, the present invention is fully prepared for industrial implementation.

Литература
1. Бутт Ю.М. Цементы. Краткая химическая энциклопедия. М.: Сов. энциклопедия, 1967, т. 5, с. 801 - 803.
Literature
1. Butt Yu.M. Cements. Brief chemical encyclopedia. M .: Sov. Encyclopedia, 1967, v. 5, p. 801 - 803.

2. Кравченко И. В. и др. Химия и технология специальных цементов. М.: Стройиздат, 1979, 208 с., см. с. 136 - 139. 2. Kravchenko I.V. et al. Chemistry and technology of special cements. M .: Stroyizdat, 1979, 208 p., See p. 136 - 139.

3. Коугия М.В. и др. Химические и минералогические характеристики сырьевых материалов цементного производства. II Международное совещание по химии и технологии цемента. Обзорные доклады. М.: Рос. хим. об - во им. Д.И. Менделеева и др., 2000, т. 2, с. 3 - 9. 3. Kougiya M.V. and others. Chemical and mineralogical characteristics of raw materials of cement production. II International meeting on the chemistry and technology of cement. Review reports. M .: ROS. Chem. about - in them. DI. Mendeleev et al., 2000, v. 2, p. 3 - 9.

4. Бутт Ю.М. и др. Механизм процессов образования клинкера и модифицирование его структуры. VI Международный конгресс по химии цемента. М. 1974. Труды. М.: Стройиздат, 1976, т.1, с. 132 - 154. 4. Butt Yu.M. and others. The mechanism of clinker formation processes and the modification of its structure. VI International Congress on the chemistry of cement. M. 1974. Proceedings. M .: Stroyizdat, 1976, v. 1, p. 132 - 154.

5. Тимашев В.В. и др. Кислотно-основное взаимодействие в клинкерном расплаве. 12-я Конференция силикатной промышленности и науки о силикатах. Будапешт: "Силиконф", 1977, т. 1, с. 25 - 47. 5. Timashev V.V. et al. Acid-base interaction in a clinker melt. 12th Conference of Silicate Industry and Silicate Science. Budapest: Siliconf, 1977, v. 1, p. 25 to 47.

6. Патент США 2706942, 1977. 6. US patent 2706942, 1977.

7. Волконский Б.В. и др. Минерализаторы в цементной промышленности. М. - Л.: Стройиздат, 1964, 198 с., см. с. 9 и ниже. 7. Volkonsky B.V. Mineralizers in the cement industry. M. - L .: Stroyizdat, 1964, 198 p., See p. 9 and below.

8. Бойкова А. И. и др. Распределение стронция и бария по клинкерным фазам. II Международное совещание по химии и технологии цемента. Стендовые доклады. М.: Рос. хим. об - во им. Д.И. Менделеева и др., 2000, т. 3, с. 31 - 32. 8. Boykova A. I. et al. Distribution of strontium and barium over clinker phases. II International meeting on the chemistry and technology of cement. Poster presentations. M .: ROS. Chem. about - in them. DI. Mendeleev et al., 2000, v. 3, p. 31 - 32.

9. Феднер Л.А. Влияние строительно-технических свойств цементов на свойства бетонных смесей и бетонов. II Международное совещание по химии и технологии цемента. Обзорные доклады. М.: Рос. хим. об - во им. Д.И. Менделеева и др., 2000, т. 2, с. 106 - 118. 9. Fedner L.A. The influence of construction and technical properties of cements on the properties of concrete mixtures and concrete. II International meeting on the chemistry and technology of cement. Review reports. M .: ROS. Chem. about - in them. DI. Mendeleev et al., 2000, v. 2, p. 106 - 118.

10. Бойкова А. И. и др. Распределение стронция и бария по клинкерным фазам. П Международное Совещание по химии и технологии цемента. Стендовые доклады. М.: Рос. хим. об - во им. Д.И. Менделеева и др., 2000, т. 3, с. 31 -32. 10. Boykova A. I. et al. Distribution of strontium and barium over clinker phases. International Conference on Chemistry and Technology of Cement. Poster presentations. M .: ROS. Chem. about - in them. DI. Mendeleev et al., 2000, v. 3, p. 31 -32.

11. Птицын В.В. и др. Минерализующий эффект поликомпонентных (комплексных) добавок при обжиге алитовых клинкеров. Труды НИИцемента, 1986, вып. 89, с. 28-33. 11. Ptitsyn V.V. et al. Mineralizing effect of multicomponent (complex) additives during roasting of alite clinkers. Proceedings of the Research Institute of Cement, 1986, no. 89, p. 28-33.

12. Бутт Ю. М. и др. Портландцемент (минералогический и гранулометрический составы, процессы модифицирования и гидратации). М.: Стройиздат, 1974, 328 с., см. о модификации соединениями Sr и Ва: с. 29 - 36, 240 - 247 (C2S), 54, 77 - 79, 81 - 82, 89 - 91, 257 - 258, 265 (С3S), 112, 116, 132, 274, 276 (промежуточной фазы) (прототип в части цементной сырьевой смеси)
13. Берг О. Я. Физические основы прочности бетона и железобетона. М.: Госстройиздат, 1961.
12. Butt, U. M. et al. Portland cement (mineralogical and particle size distribution, modification and hydration processes). M .: Stroyizdat, 1974, 328 p., See about modification with Sr and Ba compounds: p. 29 - 36, 240 - 247 (C 2 S), 54, 77 - 79, 81 - 82, 89 - 91, 257 - 258, 265 (C 3 S), 112, 116, 132, 274, 276 (intermediate phase) ) (prototype regarding cement raw mix)
13. Berg O. Ya. Physical foundations of the strength of concrete and reinforced concrete. M .: Gosstroyizdat, 1961.

14. Zoubekhine S.A. et al. Non shrinkage frost resistant pozzolanic cement. 10-th International Congress on the Chemistry of Cement. Gothenburg, Sweden, June 2 -6, 1997. Proceedings, ed. by H.Justnes, Publ. "Amarkai", Gothenburg, 1997, v. 4, 4i036,4 pp. 14. Zoubekhine S.A. et al. Non shrinkage frost resistant pozzolanic cement. 10th International Congress on the Chemistry of Cement. Gothenburg, Sweden, June 2-6, 1997. Proceedings, ed. by H. Justnes, Publ. "Amarkai", Gothenburg, 1997, v. 4, 4i036.4 pp.

15. Шейнин А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. М.: Стройиздат, 1974, 199 с., см. с. 10 и ниже. 15. Sheinin A.E. Structure, strength and crack resistance of cement stone. M .: Stroyizdat, 1974, 199 p., See p. 10 and below.

16. Boguе R. H. The chemistry of Portland cement.: 2-nd ed., N.Y., "Reinhold Publ. Corp.", 1955, 793 pp., see pp. 695 - 700. 16. Bogue R. H. The chemistry of Portland cement .: 2-nd ed., N.Y., "Reinhold Publ. Corp.", 1955, 793 pp., See pp. 695 - 700.

17. Barta R. Chemie a techologie cementu. Praha, Nakl. CAV, 1961, 1104 s., s. 147 etc. 17. Barta R. Chemie a techologie cementu. Praha, Nakl. CAV, 1961, 1104 s., S. 147 etc.

18. Кравченко И.В. и др. Высокопрочные и особо быстротвердеющие портландцементы. М.: Стройиздат, 1971, 232 с., см. с. 174 - 176, 198 - 200. 18. Kravchenko I.V. and others. High-strength and especially quick-hardening Portland cement. M .: Stroyizdat, 1971, 232 p., See p. 174 - 176, 198 - 200.

19. Бутт Ю. М. и др. Портландцемент (минералогический и гранулометрический составы, процессы модифицирования и гидратации). М.: Стройиздат, 1974, 328 с. , см. о модификации соединениями Sr и Ва: с. 308 - 311,153 (прототип в части способа изготовления портландцемента с пониженной усадкой). 19. Butt, Yu.M. et al. Portland cement (mineralogical and particle size distribution, modification and hydration processes). M .: Stroyizdat, 1974, 328 p. , see modification by Sr and Ba compounds: s. 308 - 311,153 (prototype in part of the method of manufacturing Portland cement with reduced shrinkage).

20. Entine Z.B. et al. The liquid phase alite generation model in sintering portland cement clinker. 10-th International Congress on the Chemistry of Cement. Gothenburg, Sweden, June 2-6,1997. Proceedings, ed. by H. Justnes, Publ. "Amarkai", Gothenburg, 1997, v. 1, 1i046. 4 pp. 20. Entine Z.B. et al. The liquid phase alite generation model in sintering portland cement clinker. 10th International Congress on the Chemistry of Cement. Gothenburg, Sweden, June 2-6,1997. Proceedings, ed. by H. Justnes, Publ. "Amarkai", Gothenburg, 1997, v. 1, 1i046. 4 pp.

21. Ершов Л.Д. Высокопрочные и быстротвердеющие цементы. К.: Бу-дiвельник, 1975, 187 с., см. с. 130 и ниже. 21. Ershov L.D. High strength and quick hardening cements. K .: Budelnik, 1975, 187 p., See p. 130 and below.

22. Taylor H. F.W. Cement Chemistry. Acad. Press, London et al., 1990, 473 pp., see p. 386. 22. Taylor H. F.W. Cement Chemistry. Acad Press, London et al., 1990, 473 pp., See p. 386.

23. ТУ 5730-001-23454867-01 Цемент низкой водопотребности дезагрегированный (Д-ЦНВ) для коррозионностойких бетонов. 23. TU 5730-001-23454867-01 Low water demand disaggregated cement (D-CNV) for corrosion-resistant concrete.

24. Ioudovitch B. E. et al. Low-water requirement binders as new-generation cements. 10-th International Congress on the Chemistry of Cement (ICCC). Gothenburg, Sweden, 2-6 June 1997. Proceedings, ed. by H. Justnes. Amarkai AB and Congrex Gutenberg AB, 1997, vol. 3 (Additions. Admixtures. Characterization Techniques), 3 iii 021, 4 pp. 24. Ioudovitch B. E. et al. Low-water requirement binders as new-generation cements. 10th International Congress on the Chemistry of Cement (ICCC). Gothenburg, Sweden, 2-6 June 1997. Proceedings, ed. by H. Justnes. Amarkai AB and Congrex Gutenberg AB, 1997, vol. 3 (Additions. Admixtures. Characterization Techniques), 3 iii 021, 4 pp.

25. Тарнаруцкий Г. М. и др. О природе гидрофобности портландцемента. Труды НИИЦемента, 1977, 32, с. 134 - 156. 25. Tarnarutsky G. M. et al. On the nature of the hydrophobicity of Portland cement. Proceedings of the Research Institute of Cement, 1977, 32, p. 134 - 156.

26. Mehta Р. К. et al. Expansive cements. 6-th International Congress on the Chemistry of Cements. Preprint of General Report. Moscow, Strojizdat, 1974, 45 p. 26. Mehta R. K. et al. Expansive cements. 6th International Congress on the Chemistry of Cements. Preprint of General Report. Moscow, Strojizdat, 1974, 45 p.

27. Вайсбурд А. М. и др. Технология ремонта бетонных конструкций для устойчивого развития в XXI веке. 1-я Всероссийская конференция по проблемам бетона и железобетона. В 3 кн. Кн. 1: Пленарные доклады, М.: "Готика", 1991, с. 254-268. 27. Vaysburd A. M. et al. Technology for repairing concrete structures for sustainable development in the 21st century. 1st All-Russian Conference on Concrete and Reinforced Concrete. In 3 book Prince 1: Plenary reports, M .: "Gothic", 1991, p. 254-268.

28. Goldman et al. The influence of microfillers on enhancement of conctere strength. Cement a. Concrete Research, 1993, v. 23, pp. 962 - 972. 28. Goldman et al. The influence of microfillers on enhancement of conctere strength. Cement a. Concrete Research, 1993, v. 23, pp. 962 - 972.

29. Патент США 4069062, 1981. 29. US patent 4069062, 1981.

30. Barta R. Chemie a techologie cementu. Praha, Nakl. CAV, 1961, 1104 s., s. 984 etc. (прототип). 30. Barta R. Chemie a techologie cementu. Praha, Nakl. CAV, 1961, 1104 s., S. 984 etc. (prototype).

31. Левин Н.И. и др. Свойства цементов, полученных при помощи сепарации. Цемент, 1956, 3, с. 6 -11. 31. Levin N.I. et al. Properties of cements obtained by separation. Cement, 1956, 3, p. 6-11.

32. Дуда В. Цемент. М.: Стройиздат, 1981, 464 с., см. с. 114 - 115. 32. Duda V. Cement. M .: Stroyizdat, 1981, 464 p., See p. 114 - 115.

Claims (18)

1. Цементная сырьевая смесь, содержащая известковый, силикатный и железистый ингредиенты, а также соединения стронция в пересчете на оксид стронция в количестве 0,03-0,5% массы, оксиды щелочных металлов и триоксид серы, отличающаяся тем, что она содержит соединения стронция в известковом ингредиенте в виде природных минералов из группы кальцитостронцианита и/или стронцианита, и/или целестина при глиноземном модуле указанной смеси 0,5 - 1,25 и массовом соотношении оксидов щелочных металлов в пересчете на оксид натрия Na2O и триоксида серы 0,7-1,5.1. Cement raw mix containing lime, silicate and glandular ingredients, as well as strontium compounds in terms of strontium oxide in an amount of 0.03-0.5% by weight, alkali metal oxides and sulfur trioxide, characterized in that it contains strontium compounds in the calcareous ingredient in the form of natural minerals from the group of calcitostrontianite and / or strontianite and / or celestin with an alumina module of the mixture of 0.5 - 1.25 and a weight ratio of alkali metal oxides in terms of sodium oxide Na 2 O and sulfur trioxide 0, 7-1.5. 2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит соединения бария в виде сульфида, и/или витерита, и/или барита в пересчете на оксид бария в количестве 0,15-0,5 мас. %. 2. The mixture according to p. 1, characterized in that it further comprises barium compounds in the form of sulfide and / or witherite and / or barite in terms of barium oxide in an amount of 0.15-0.5 wt. % 3. Смесь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что коэффициент насыщения известью в пересчете на портландцементный клинкер берут в пределах 0,9-1,15. 3. The mixture according to claim 1 or 2, characterized in that the lime saturation coefficient in terms of Portland cement clinker is taken in the range of 0.9-1.15. 4. Способ изготовления портландцемента с пониженной усадкой из портландцементного клинкера, полученного путем обжига до спекания цементной сырьевой смеси, содержащей известковый, силикатный и железистый ингредиенты, а также соединения стронция в пересчете на оксид стронция в количестве 0,03-0,5% массы, оксиды щелочных металлов и триоксид серы, и последующего совместного помола указанного клинкера с гипсовым компонентом, отличающийся тем, что обжигаемая цементная сырьевая смесь содержит соединения стронция в известковом ингредиенте в виде природных минералов из группы кальцитостронцианита, и/или стронцианита, и/или целестина при глиноземном модуле указанной смеси 0,5-1,25 и массовом соотношении оксидов щелочных металлов в пересчете на оксид натрия Na2О и триоксида серы 0,7-1,5, при этом обжиг ведут в окислительной атмосфере до содержания в клинкере, мас. %: свободного оксида кальция 0,05-0,8 и моноксида железа 0,01-0,3, а совместный помол ведут при массовом соотношении указанного клинкера и гипсового компонента в пересчете на триоксид серы 100: (0,3-6) до удельной поверхности 250-700 м2/кг и с учетом критерия минимальной усадки в воздушно-влажной среде образцов из цементного теста.4. A method of manufacturing Portland cement with reduced shrinkage from Portland cement clinker, obtained by firing before sintering a cement raw material mixture containing lime, silicate and glandular ingredients, as well as strontium compounds in terms of strontium oxide in an amount of 0.03-0.5% by weight, alkali metal oxides and sulfur trioxide, and subsequent joint grinding of the specified clinker with a gypsum component, characterized in that the calcined cement raw material mixture contains strontium compounds in a calcareous ingredient in the form Natural minerals from the group kaltsitostrontsianita and / or strontianite, and / or alumina at celestite module and said mixture of 0.5-1.25 weight ratio of alkali metal oxides, based on sodium oxide Na 2 O and sulfur trioxide 0.7-1, 5, while firing is carried out in an oxidizing atmosphere until it is contained in clinker, wt. %: free calcium oxide 0.05-0.8 and iron monoxide 0.01-0.3, and joint grinding is carried out at a mass ratio of the specified clinker and gypsum component in terms of sulfur trioxide 100: (0.3-6) to specific surface area of 250-700 m 2 / kg and taking into account the criterion of minimum shrinkage in the air-moist environment of samples from cement paste. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указанная сырьевая смесь дополнительно содержит соединения бария в виде сульфида, и/или витерита, и/или барита в пересчете на оксид бария в количестве 0,15-0,5 %. 5. The method according to p. 4, characterized in that said raw material mixture further comprises barium compounds in the form of sulfide and / or witherite and / or barite in terms of barium oxide in an amount of 0.15-0.5%. 6. Способ по п. 4 или 5, отличающийся тем, что коэффициент насыщения известью в пересчете на портландцементный клинкер берут в пределах 0,9-1,15. 6. The method according to p. 4 or 5, characterized in that the lime saturation coefficient in terms of Portland cement clinker is taken in the range of 0.9-1.15. 7. Способ по любому из пп. 4-6, отличающийся тем, что в качестве гипсового компонента берут сульфат кальция в виде природного гипсового камня, включающего 0,01-1,5 мас. % глинистых примесей. 7. The method according to any one of paragraphs. 4-6, characterized in that as the gypsum component take calcium sulfate in the form of natural gypsum stone, including 0.01-1.5 wt. % clay impurities. 8. Способ по любому из пп. 4-7, отличающийся тем, что при совместном помоле дополнительно вводят 0,5-40 мас. % активной минеральной добавки. 8. The method according to any one of paragraphs. 4-7, characterized in that when co-grinding is additionally introduced 0.5-40 wt. % active mineral supplement. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что влажность активной минеральной добавки перед совместным помолом 6-12 мас. %. 9. The method according to p. 8, characterized in that the humidity of the active mineral additives before joint grinding of 6-12 wt. % 10. Способ по любому из пп. 4-9, отличающийся тем, что при совместном помоле дополнительно вводят водопонижающий компонент при массовом соотношении указанного клинкера и водопонижающего компонента 100: (0,3-2,5). 10. The method according to any one of paragraphs. 4-9, characterized in that when co-milling, a water-reducing component is additionally introduced with a mass ratio of said clinker and water-reducing component 100: (0.3-2.5). 11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в качестве водопонижающего компонента указанного портландцемента используют материалы из группы: соль щелочноземельных и/или щелочных металлов продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, соль щелочноземельных и/или щелочных металлов продукта конденсации меламинсодержащих смол с формальдегидом, технический лигносульфонат щелочноземельных и/или щелочных металлов, обычный или модифицированный фенолформальдегидной смолой, комплексная соль щелочноземельного металла и серной, и/или азотной, и/или муравьиной, и/или уксусной кислот с низкомолекулярными моносахаридами С35, парные смеси указанных материалов в массовом соотношении от 4: 1 до 1: 4.11. The method according to p. 10, characterized in that as a water-reducing component of said Portland cement, materials from the group are used: a salt of an alkaline earth and / or alkali metal product of the condensation of naphthalene sulfonic acid with formaldehyde, a salt of an alkaline earth and / or alkali metal product of the condensation product of melamine-containing resins with formaldehyde, technical lignosulfonate of alkaline earth and / or alkali metals, conventional or modified phenol-formaldehyde resin, complex salt of alkaline earth metal and sulfur, and / or nitric and / or formic and / or acetic acids with low molecular weight C 3 -C 5 monosaccharides, paired mixtures of these materials in a mass ratio of from 4: 1 to 1: 4. 12. Способ по п. 10 или 11, отличающийся тем, что совместный помол осуществляют в вентилируемом измельчителе при степени аспирации последнего, соответствующей санитарному минимуму, контролируемому по отсутствию пыления из входной горловины измельчителя. 12. The method according to p. 10 or 11, characterized in that the joint grinding is carried out in a ventilated grinder with a degree of aspiration of the latter, corresponding to the sanitary minimum, controlled by the absence of dusting from the inlet neck of the grinder. 13. Способ по любому из пп. 4-12, отличающийся тем, что совместный помол осуществляют при дополнительном введении расширяющей добавки, включающей в качестве составляющих сульфоалюминатный клинкер или сульфат алюминия, пленкообразователь и травильный агент, при массовом соотношении указанного клинкера и указанной добавки 100: (0,5-4). 13. The method according to any one of paragraphs. 4-12, characterized in that the joint grinding is carried out with the additional introduction of an expanding additive, including as components sulfoaluminate clinker or aluminum sulfate, film former and etching agent, with a mass ratio of said clinker and said additive of 100: (0.5-4). 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что в качестве указанной добавки используют предварительно изготовленную смесь сульфоалюминатного клинкера или сульфата алюминия, пленкообразователя и травильного агента, в качестве пленкообразователя используют гидрофобизующие вещества из групп: высшие жирные кислоты - синтетические жирные кислоты фракции С17-С22, технические стеариновая, арахиновая, олеиновая кислоты, парные смеси этих веществ, олифы - натуральные - полимеризованная и быстровысыхающая, полусинтетические - полимеризованная, комбинированная классов К3-K5, фталевая, эмульсионная с эмульгатором оксидом кальция СаО, парные смеси этих веществ, воска - льняной, ископаемый, синтетический - продукт этерификации окисленных парафинов, растительные масла - жирные препарированные, их парные смеси с веществами предыдущих групп и/или содержащими их вторичными продуктами и отходами, растворы веществ любой из приведенных выше групп в минеральном масле, а в качестве травильного агента используют вещества, селективно активирующие алюминаты, сульфоалюминаты кальция и соли алюминия в указанной добавке, из групп: пировиноградная кислота, альдоновые кислоты, левулиновая кислота, мезоксалевая кислота ароматические кислоты - техническая бензойная кислота, сульфобензойная кислота, оксиметилбензойная кислота, фталевая кислота, гиппуровая кислота, их кислые производные, ангидриды указанных кислот, непредельные карбоновые кислоты - акриловая кислота, пропиоловая кислота, сорбиновая кислота, рицинолевая кислота, оксикислоты - гликолевая кислота, глиоксалевая кислота, их кислые производные, салициловая кислота, сульфосалициловая кислота, их производные, карбоциклические соединения - адипиновая кислота, ее ангидрид, фенилглицин, циклогептанол, дикарбоновые соединения - малеиновая кислота, метилмалеиновая кислота, фумаровая кислота, ангидриды указанных кислот, смоляные кислоты в парных смесях с веществами из предыдущих групп, спирты - адиполь, маннит, этиленгликоль, метилэтилкарбинол, альдегиды - глиоксиловая кислота, кротоновый альдегид, парные и тройные смеси указанных веществ и/или содержащих их вторичных продуктов и отходов, при массовом соотношении составляющих в указанной добавке 100: (2,5-30): (2-20) соответственно.14. The method according to p. 13, characterized in that, as the specified additive, a pre-made mixture of sulfoaluminate clinker or aluminum sulfate, a film former and etching agent is used, hydrophobizing substances from the groups are used as a film former: higher fatty acids - synthetic fatty acids of fraction C 17 - С 22 , technical stearic, arachinic, oleic acids, paired mixtures of these substances, drying oils - natural - polymerized and quick-drying, semi-synthetic - polymerized, combine grade K 3 -K 5 phthalic, emulsion with emulsifier calcium oxide CaO, paired mixtures of these substances, wax - flax, fossil, synthetic - the product of esterification of oxidized paraffins, vegetable oils - fatty preparations, their paired mixtures with substances of the previous groups and / or secondary products and wastes containing them, solutions of substances of any of the above groups in mineral oil, and substances that selectively activate aluminates, calcium sulfoaluminates and aluminum salts are used as an etching agent in the specified additive, from the groups: pyruvic acid, aldonic acids, levulinic acid, mesoxalic acid aromatic acids - industrial benzoic acid, sulfobenzoic acid, hydroxymethylbenzoic acid, phthalic acid, hippuric acid, their acid derivatives, anhydrides of the indicated acids, unsaturated carboxylic acids - acrylic acid, propiol acid, sorbic acid, ricinoleic acid, hydroxy acids - glycolic acid, glyoxalic acid, their acid derivatives, salicylic acid, sulfos its acid, their derivatives, carbocyclic compounds - adipic acid, its anhydride, phenylglycine, cycloheptanol, dicarboxylic compounds - maleic acid, methyl maleic acid, fumaric acid, anhydrides of the indicated acids, resin acids in paired mixtures with substances from the previous groups, alcohols - adipole, mannitol, ethylene glycol, methylethylcarbinol, aldehydes - glyoxylic acid, crotonic aldehyde, paired and ternary mixtures of these substances and / or secondary products and waste containing them, in a mass ratio leaving in said additive 100: (2.5-30): (2-20), respectively. 15. Способ приготовления цементирующего материала для ремонта бетона и укрепления грунтов - мелкой фракции портландцемента с пониженной усадкой из портландцементного клинкера, полученного путем обжига до спекания цементной сырьевой смеси, включающей известковый, силикатный и железистый ингредиенты, содержащей соединения стронция в пересчете на оксид стронция в количестве 0,03-0,5% массы, и последующего совместного помола указанного клинкера с гипсовым компонентом в вентилируемом измельчителе при отборе пыли фракции с размерами частиц (0,3-20)•10-6м при удельной поверхности 400-2500 м2/кг посредством пылеосадительных устройств из аспирационного воздуха указанного измельчителя, отличающийся тем, что состав указанной фракции пыли регулируют путем изменения соотношения компонентов в указанном портландцементе и механических режимов работы измельчителя до получения в указанной фракции пыли содержания соединений стронция и бария 0,2-0,6 мас. %.15. A method of preparing a cementitious material for concrete repair and soil consolidation - a fine fraction of Portland cement with reduced shrinkage from Portland cement clinker obtained by calcination before sintering of a cement raw material mixture containing lime, silicate and ferrous ingredients containing strontium compounds in terms of strontium oxide in amount 0.03-0.5% of the mass, and subsequent joint grinding of the specified clinker with a gypsum component in a ventilated grinder during the selection of dust fractions with particle sizes (0.3 -20) • 10 -6 m with a specific surface of 400-2500 m 2 / kg by means of dust precipitation devices from the suction air of the specified grinder, characterized in that the composition of the specified dust fraction is controlled by changing the ratio of components in the specified Portland cement and the mechanical operating conditions of the grinder to obtain in the specified dust fraction of the content of strontium and barium compounds 0.2-0.6 wt. % 16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что при совместном помоле дополнительно вводят водопонижающий компонент до получения его содержания 1-6 мас. % от указанной фракции пыли. 16. The method according to p. 15, characterized in that when co-milling, a water-reducing component is additionally introduced to obtain its content of 1-6 wt. % of the specified dust fraction. 17. Способ по п. 15, отличающийся тем, что при совместном помоле дополнительно вводят расширяющую добавку до получения ее содержания 0,7-8 мас. % от указанной фракции пыли. 17. The method according to p. 15, characterized in that when co-grinding an additional expanding additive is added to obtain its content of 0.7-8 wt. % of the specified dust fraction. 18. Способ по п. 16 или 17, отличающийся тем, что при совместном помоле дополнительно вводят водопонижающий компонент или расширяющую добавку до получения содержаний водопонижающего компонента и расширяющей добавки 1,2-5 и 1-8 мас. % от указанной фракции пыли. 18. The method according to p. 16 or 17, characterized in that when co-milling, a water-reducing component or an expanding additive is additionally added to obtain the contents of a water-reducing component and an expanding additive of 1.2-5 and 1-8 wt. % of the specified dust fraction.
RU2002107244A 2002-03-22 2002-03-22 Cement raw meal, method of manufacturing portland cement with lowered shrinkage from portland cement clinker obtained by fire caking of indicated raw meal and a method for manufacturing cementing material suitable to repair concrete and to strengthen grounds being fine fraction of indicated portland cement RU2213070C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002107244A RU2213070C1 (en) 2002-03-22 2002-03-22 Cement raw meal, method of manufacturing portland cement with lowered shrinkage from portland cement clinker obtained by fire caking of indicated raw meal and a method for manufacturing cementing material suitable to repair concrete and to strengthen grounds being fine fraction of indicated portland cement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002107244A RU2213070C1 (en) 2002-03-22 2002-03-22 Cement raw meal, method of manufacturing portland cement with lowered shrinkage from portland cement clinker obtained by fire caking of indicated raw meal and a method for manufacturing cementing material suitable to repair concrete and to strengthen grounds being fine fraction of indicated portland cement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2213070C1 true RU2213070C1 (en) 2003-09-27

Family

ID=29777564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002107244A RU2213070C1 (en) 2002-03-22 2002-03-22 Cement raw meal, method of manufacturing portland cement with lowered shrinkage from portland cement clinker obtained by fire caking of indicated raw meal and a method for manufacturing cementing material suitable to repair concrete and to strengthen grounds being fine fraction of indicated portland cement

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2213070C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010222171A (en) * 2009-03-23 2010-10-07 Taiheiyo Cement Corp Cement clinker, method for producing the same and hydraulic cement
RU2520739C2 (en) * 2012-03-05 2014-06-27 Общество c ограниченной ответственностью "НИИВТ-РУСИЧИ-ФАРМА" Production of high-strength high-early-strength alite portland cement and production line to this end
CN110981375A (en) * 2019-12-24 2020-04-10 河南省交通规划设计研究院股份有限公司 Shrinkage-compensating rapid repairing material for bridge expansion joint
CN111018389A (en) * 2019-12-09 2020-04-17 嘉华特种水泥股份有限公司 Expanding agent clinker and production method thereof
RU2736594C1 (en) * 2020-02-21 2020-11-18 Акционерное общество "ЕВРОЦЕМЕНТ груп" Method of producing cement on belite clinker and slow-curing cement obtained on its basis
CN112723812A (en) * 2020-12-31 2021-04-30 山东大学 Solid waste based sulpho-aluminum series cementing material/phenolic resin composite material and preparation method thereof
RU2777502C2 (en) * 2017-10-20 2022-08-04 Констракшн Рисерч Энд Текнолоджи Гмбх Composition regulating cementing system setting
WO2023048595A1 (en) * 2021-09-24 2023-03-30 Максим Хусенович БАКОВ Nano-modified cement with low water demand

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУТТ Ю.М. и др. Портландцемент (минералогический и гранулометрический составы, процессы модифицирования и гидратации). - М.: Стройиздат, 1974, с.29-36, 54, 77-79, 81-82, 89-91, 112, 116, 132, 153, 240-247, 257-258, 265, 274, 276, 308-311. BARTA R. Chemie a technologie cemebtu, Praha, Nakl, CAV, 1961, c.984-1104. *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010222171A (en) * 2009-03-23 2010-10-07 Taiheiyo Cement Corp Cement clinker, method for producing the same and hydraulic cement
RU2520739C2 (en) * 2012-03-05 2014-06-27 Общество c ограниченной ответственностью "НИИВТ-РУСИЧИ-ФАРМА" Production of high-strength high-early-strength alite portland cement and production line to this end
RU2777502C2 (en) * 2017-10-20 2022-08-04 Констракшн Рисерч Энд Текнолоджи Гмбх Composition regulating cementing system setting
CN111018389A (en) * 2019-12-09 2020-04-17 嘉华特种水泥股份有限公司 Expanding agent clinker and production method thereof
CN110981375A (en) * 2019-12-24 2020-04-10 河南省交通规划设计研究院股份有限公司 Shrinkage-compensating rapid repairing material for bridge expansion joint
RU2736594C1 (en) * 2020-02-21 2020-11-18 Акционерное общество "ЕВРОЦЕМЕНТ груп" Method of producing cement on belite clinker and slow-curing cement obtained on its basis
CN112723812A (en) * 2020-12-31 2021-04-30 山东大学 Solid waste based sulpho-aluminum series cementing material/phenolic resin composite material and preparation method thereof
WO2023048595A1 (en) * 2021-09-24 2023-03-30 Максим Хусенович БАКОВ Nano-modified cement with low water demand
RU2802732C2 (en) * 2021-09-24 2023-08-31 Максим Хусенович Баков Nanomodified cement of low water demand
RU2792294C1 (en) * 2022-05-13 2023-03-21 Александр Александрович Востриков Method for manufacturing concrete products using disposable plastic moulds

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5693137A (en) Use of alumina clay with cement fly ash mixtures
EP2467346B1 (en) Additives for a hydraulic binder based on a belite-calcium-sulphoaluminate-ferrite clinker
EP2379466B1 (en) Hydraulic binder based on sulfoaluminous clinker and on portland clinker
US3066031A (en) Cementitious material and method of preparation thereof
WO2017000075A1 (en) Carbonated fly ash as a cement replacement
CN107056115B (en) A kind of rush for ardealite based cementitious material coagulates type early strength agent and preparation method thereof
EP3199500A1 (en) Calcium sulphoaluminate cement with mayenite phase
JP2000233959A (en) Clinker ground material, high-early-strength cement composition containing the same, concrete and concrete product
CN101367629A (en) Production of sulphoaluminate-like cement by using electrolytic manganese slag and its preparation method
RU2058952C1 (en) Portland cement clinker, cement on its base and method for production of corrosion-resistant concrete
RU2213070C1 (en) Cement raw meal, method of manufacturing portland cement with lowered shrinkage from portland cement clinker obtained by fire caking of indicated raw meal and a method for manufacturing cementing material suitable to repair concrete and to strengthen grounds being fine fraction of indicated portland cement
US20150020714A1 (en) Hydraulic composition with low clinker content
CN110128038A (en) Tricalcium silicate-dicalcium silicate-calcium sulfoaluminate cement and low temperature preparation method thereof
US20240308911A1 (en) Cementitious composition comprising carbonated biochar
RU2304562C2 (en) Method of production of high-early-strength portland cement and method of production of concrete on base of this cement
JP3108922B1 (en) Anhydrite produced from gypsum waste and method for producing the same
JP2020523280A (en) Cement manufacturing method
JP2020001963A (en) Method and system for producing cement composition
RU2237628C1 (en) Process of manufacturing belite portland cement clinker involving dust control during the firing operation, and cement based on this clinker
JPS5927734B2 (en) Cement manufacturing method
JPS5925877A (en) Grouting method
CN115650607A (en) A kind of slag Portland cement clinker prepared by using stone coal to extract vanadium tailings and its preparation method
JP2002068812A (en) Cement composition
JPH07126049A (en) Cement, production thereof and ground improver containing the same
JP2002187747A (en) Cement clinker and cement composition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080323

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20101020

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120323